coeficiente de difusion

1. 1
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Mexicali
Laboratorio Integral 1
Ingeniería Química
Alumnos:
Arteaga Valenzuela Kenya
García Badillo Kurt Michael Henry
Inzunza Sánchez Azarael de Jesús
Miguel Rosas Dania Janet
Rivera Solorio Jovany Sarahy
Profesor: Norman Edilberto Rivera Pazos
Tema: Obtención de Coeficiente de Difusión
Mexicali, Baja California a 06 de Octubre del 2017

2. 2
- Índice
Marco Teórico………………………………………………. 3
Materiales y Equipo…………………………………………. 4
Procedimiento………………………………………………… 4 - 5
Resultados…………………………………………………… 5
Análisis de Resultados……………………………………. 6
Conclusiones………………………………………………….. 6

3. 3
- Marco Teórico
El coeficiente de difusión es un valor que representa la facilidad con que cada soluto
en particular se mueve en un disolvente determinado. Depende de tres factores:
 Tamaño y forma del soluto.
 Viscosidad del solvente.
 Temperatura (difusividad térmica).
 De la naturaleza de la partícula que se difunde y del solvente donde difunde,
siendo independiente de las concentraciones.
Los coeficientes de difusión para líquidos son del orden de 10⁻⁵ (cm²/s), para gases
del orden de 10⁻¹ (cm²/s) y para sólidos 10⁻⁹ (cm²/s).
Las leyes de Fick sobre la difusión son leyes cuantitativas, escritas en forma de
ecuación diferencial que describen matemáticamente al proceso de difusión de materia
o energía en un medio en el que inicialmente no existe equilibrio químico o térmico.
Estas leyes pueden ser utilizadas para resolver el coeficiente de difusión, D. Se puede
utilizar la primera ley de Fick para derivar la segunda ley, la cual resulta idéntica a la
ecuación de difusión.
En situaciones en las que existen gradientes de concentración de una sustancia, o de
temperatura, se produce un flujo de partículas o de calor que tiende a homogeneizar la
disolución y uniformar la concentración o la temperatura. El flujo homogeneizador es
una consecuencia estadística del movimiento aleatorio de las partículas que da lugar al
segundo principio de la termodinámica, conocido también como movimiento térmico
aleatorio de las partículas. Así los procesos físicos de difusión pueden ser vistos como
procesos físicos o termodinámicos irreversibles.
La primera ley de Fick relaciona al flujo difusivo con la concentración bajo la asunción
de un estado estacionario. Esta ley postula que el flujo va desde una región de alta
concentración a las regiones de baja concentración, con una magnitud que es
proporcional al gradiente de concentración (derivada espacial), o en términos más
simples el concepto de que el soluto se moverá desde una región de alta concentración
a una de baja concentración atravesando un gradiente de concentración. En una única
dimensión (espacial), la ley toma la forma:
𝐽 = −𝐷
∆c
𝛿

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- Materiales y Procedimiento
Cantidad Material Características
1 Vaso de precipitado 250 ml
1 Plastilinas
Termómetro
Granitos de KMnO4
1 Tubo de PVC Cortado por la mitad
(a lo largo)
1 Piceta
1 Plumón
1 Regla
- Procedimiento
1. Se puso plastilina en los
extremos del tubo
equitativamente, con un
plumón se marcaron
líneas de referencia a lo
ancho del tubo cada 1
centímetro, y con puntos
en cada medio
centímetro.
2. Se hicieron varias
pruebas, unas con agua
de la llave y las otras con
agua destiladas
3. Se llenó hasta el borde de agua de la llave el tubo con plastilina, se dejó caer un
granito de KMnO4 previamente pesado justo en al comienzo del tubo.

5. 5
4. Se observó que al dejar caer el granito, este empezó a teñir el agua de un color
morado-rosa y a partir de ese teñir se comenzó a tomar el tiempo.
𝐽 = −𝐷
∆c
𝛿
- Resultados y Conclusiones
Agua Destilada Agua De La Llave
2 cm 16’70 s 2 cm 18’48 s
3 cm 46’12 s 3 cm 52’02 s
4 cm 25’65 s 1 min 4 cm 1 min 44’18 s
5 cm 23’48 s 2 min 5 cm 2 min 34’14 s
6 cm 27’21 s 3 min 6 cm 3 min 11’95 s
7 cm 04’35 s 5 min 7 cm 3 min 48’ 61 s
8 cm 29’67 s 6 min 8 cm 4min 19’90 s
9 cm 4 min 45’21 s
𝜌KMnO4 = 2.7
𝑔
𝑐𝑚3⁄ 𝑚KMnO4 = 158.034
𝑔
𝑚𝑜𝑙⁄
∆𝑐 = 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠
𝛿 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑚𝑏𝑟𝑎𝑛𝑎
𝐷 = 𝑐𝑚2
° 𝑠−1
𝑑 = 𝑚𝑜𝑙 ° 𝑐𝑚−2
° 𝑠−1
Nota: pese a los números intentos por llevar a cabo la práctica hasta su éxito, dicho
éxito no fue encontrado, ya que se encontraron muchos inconvenientes que impidieron
hacer la práctica de manera satisfactoria por mas repeticiones o caminos diversos a
tomar.

6. 6
- Conclusión y análisis de Resultados
En conclusión, la práctica se tomó con muchos problemas pese a los números intentos
y formas de elaboración posible. Nos dimos cuenta que a pesar de esto, los tiempos
que mostraba la tabla (anterior vista) no eran congruentes ni razonables sin importar
los intentos hechos, y si uno de nuestros datos esta erróneo, este error se arrastrara
hasta el resultado final, cosa que no debíamos permitir.
Por lo que se llegó al acuerdo de que:
a) La práctica estaba mal planteada o en su defecto, mal estructura por parte del
equipo
b) Los procedimientos a seguir o sugeridos no eran del todo correctos
c) Se presentó un error de origen desconocido en la variante del tiempo en las
tablas que no nos dejó dar con el posible resultado deseado
Sin más que informar, los resultados de esta práctica pueden tomarse como
inconcluyentes, dado a las razones anteriores.