Difusión de electrolitos en solución acuosa diluida

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Instituto Politécnico Nacional  

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas  

Ingeniería Bioquímica  

  Operaciones de transferencia de masa I

Difusión de electrolitos en solución acuosa diluida

 Profesor: González Cuna Saul

6IV2

Equipo 2

Guzmán Mendoza Araceli 

29 de Marzo de 2023

Introducción

Una mezcla se define como una composición de dos o más especies químicas en determinadas proporciones, que se pueden expresar como concentraciones (unidad de producto por unidad de volumen). En estas condiciones, existe una diferencia en las concentraciones de cada componente, sin embargo, el sistema tiende a equilibrarse, al tratar de llegar al equilibrio se fuerza un flujo desde una zona de alta concentración a una de baja concentración, por lo que se genera la transferencia de masa donde un componente se transporta a través del otro.

Este proceso de transporte de masa se conoce como difusión y se expresa como una razón de cambio entre la diferencia de concentraciones y el área transversal donde ocurre la transferencia, se relaciona con la cantidad de materia transferida a través de una constante de proporcionalidad conocida como difusividad del medio. El signo negativo se debe a que la transferencia se realiza de la zona de mayor a la de menor concentración. Esta ecuación también se conoce como la primer Ley de Fick, que además considera al sistema como estacionario.

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Donde

J=Flujo de materia ()[pic 3]

D=Coeficiente de difusividad (         )[pic 4]

ΔC=Diferencia de concentración  [pic 5]

Δx=Diferencia de distancia [pic 6]

La difusión molecular describe el movimiento de las moléculas individuales a través de una sustancia, es un proceso lento, el mezclado más rápido se logra mediante agitación mecánica. Este fenómeno conduce a una concentración uniforme.

Soluciones electrolíticas

 En los electrolitos disueltos en agua, la rapidez con la que se difunde corresponde a los iones individuales que se mueven rápidamente comparado con las moléculas que no se disocian, el movimiento es con el fin de mantener la neutralidad eléctrica de la solución ya que existen cargas positivas y negativas dentro de la solución. La atracción electrostática de las cargas opuestas de los iones impide grandes diferencias entre sus movilidades. Debido a que se trata de soluciones electrolíticas, existe transmisión de corriente eléctrica, por lo tanto, la conductividad eléctrica es una medida de la movilidad de los iones.

 Una forma de obtener las difusividades de soluciones electrolíticas es mediante la ecuación de Nerst, la cual relaciona la difusividad con las conductividades eléctricas. Esta ecuación sólo se considera adecuada en soluciones muy diluidas o también consideradas como dilución infinita.

Objetivo general

• Determinar el coeficiente de difusión de cloruro de sodio en soluciones acuosas diluidas con las concentraciones 0.25M y 1M.

Objetivos específicos

• Determinar el coeficiente de difusión de cloruro de sodio gráficamente.
• Determinar el coeficiente de difusión de cloruro de sodio mediante la ecuación de Nerst.
• Comparar las difusividades obtenidas gráficamente y mediante la ecuación de Nerst.

Diagrama de bloques

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Equipo

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Imagen 1 y 2. Equipo empleado en la realización de la práctica

Resultados

Tabla 1. Datos obtenidos para la solución de NaCl 0.02M

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