Este documento describe un experimento para calcular la constante de difusión de diferentes compuestos usando la Ley de Fick. Explica la teoría de la difusión y la ecuación para calcular la constante de difusión. Luego detalla los materiales, procedimiento y cálculos para medir el tiempo que tardan en difundirse el alcohol etílico y la acetona a través de un tubo. Los resultados muestran que las constantes de difusión medidas son mayores que los valores de referencia debido a la temperatura más alta del experimento.

1. Práctica No.6
“Ley de Fick”
Objetivo
Calcular la constante de difusión para diferentes compuestos mediante la experimentación en el laboratorio.
Marco Teórico
La ley de Fick describe diversos casos de difusión en un sistema que inicialmente no está en equilibrio. Esta ley menciona que el flujo difusivo que atraviesa una superficie es proporcional al gradiente de concentración. La primera “Ley de Fick de la difusión” establece que una especie se mueve con relación a la mezcla en la dirección decreciente de la fracción molar de la misma especie, es decir, en esta ecuación se menciona el movimiento que los átomos tienen de una concentración alta hacia una baja, el cual es indicado mediante el signo negativo. La difusividad se define como:
El coeficiente de difusividades se define con unidades de . Las difusividades de gases a baja densidad son casi independientes de la composición, aumentan con la temperatura, y disminuyen con la presión.
Materiales y Reactivos
Materiales: Sección de tubería Soporte Universal (3) Pinzas para soporte universal (3) Secadora Tubo capilar Cronómetro
Reactivos: Alcohol Etílico Acetona
Procedimiento Se establece la sección de tubería a la altura deseada usando las pinzas y soporte universal. Se establece la secadora a la misma altura de la sección de tubería. Se toma el reactivo en un tubo capilar.

2. Se mide la distancia que tiene el reactivo dentro de este. Se pone un poco al final de la sección de tubería. Se mide la diferencia de longitud que hay en el tubo capilar. Se enciende la secadora. Se mide el tiempo en el que se difunde el reactivo en el aire.
Cálculos y Resultados
De la ecuación
Dónde se define con unidades de , entonces
Igualando estas dos ecuaciones, se tiene:
Despejando D:
Si , sustituyendo V en la ecuación:
En la siguiente tabla se muestran valores para el coeficiente de difusión de diferentes componentes, las cuales se muestran a una temperatura en grados kelvin.

3. En la tabla se muestran los resultados obtenidos para D de la práctica mediante la ecuación obtenida a una temperatura de 48ºC o 321K. Las medidas para D en la tabla se tienen en metros, para poder comparar fácilmente con la tabla anterior.
Tiempo (s)
Alcohol 1.2 7.89 0.8 4 Acetona 3.5 20.72 2.9 68
Conclusión
Durante la práctica se realizó un orificio en la sección de tubería cerca de la entrada de aire, donde se insertó el tubo capilar con el líquido dentro de él, pero se observó que el líquido se movía hacia el otro extremo. Si este extremo se cerraba, la duración del tiempo de difusión del fluido era muy larga, por lo tanto daba un valor mucho menor. Después de esto, se decidió hacer de la manera propuesta en esta práctica.
Los valores obtenidos durante la práctica son mayores a los que se tienen en la tabla, esto está bien, ya que como se mencionó anteriormente, la difusión aumenta con la temperatura. En la tabla de valores se mostraban temperaturas de 0 y 25ºC, mientras la temperatura que se utilizó en esta práctica era de 48ºC.
Referencias
Bird, R. B., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N. (1982). Fenómenos de Transporte. Barcelona: Reverté.
Procesos Bio. (s.f.). Obtenido de https://procesosbio.wikispaces.com/Difusi%C3%B3n