Ley De Fick
Páginas: 7 (1570 palabras)
Publicado: 23 de julio de 2012
LABORATORIO DE BIOFÍSICA
PRÁCTICA No. 5
TRANSFERENCIA DE MASAS Y LA LEY DE FICK
INTRODUCCIÓN
La transferencia de masa como difusión es de gran importancia en la preparación y almacenamiento de sistemas biológicos y en el almacenamiento de sistemas biológicos y en el diseño de órganos artificiales tales como los riñones.
La ósmosis es un fenómeno físico-químico relacionado con elcomportamiento del agua, como solvente de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente (agua) pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple de agua a través de la membrana, sin "gasto de energía". La ósmosis es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos.
La membrana es semipermeable y contiene poros, al igual que cualquierfiltro. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes (normalmente del tamaño de micras). Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar que son más grandes. Si una membrana como la descrita separa un líquido en dos particiones, una de agua pura y otra de agua con azúcar, suceden varias cosas, explicadas afines del siglo XIX por Van't Hoff y Gibbs empleando conceptos de potencial electroquímico y difusión simple entendiendo que este último fenómeno implica, no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas, sino el equilibrio de los potenciales químicos de ambas particiones. Los potenciales químicos de los componentes de una solución son menores quela suma del potencial de dichos componentes cuando no están ligados en la solución. Este desequilibrio genera un flujo de partículas solventes hacia la zona de menor potencial que se expresa como presión osmótica medible en términos de presión atmosférica, que está en relación directa con la osmolaridad de la solución. El solvente fluirá hacia el soluto hasta equilibrar dicho potencial o hastaque la presión hidrostática equilibre la presión osmótica.
El resultado final es que aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta. Dicho de otro modo, dando el suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua conazúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración. Las moléculas del agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración: a esto se le llama disolución hipotónica, y a la de mayor concentración, disolución hipertónica. Cuando el paso de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas. Estemovimiento del agua a través de la membrana puede producir que algunas células se arruguen (plasmólisis) por una pérdida excesiva de agua, o bien, se hinchen (turgencia o lisis) por un aumento también excesivo en el contenido celular de agua. Para evitar estas dos situaciones, de consecuencias desastrosas para las células, estas poseen mecanismos para expulsar el agua o los iones mediante un transporteque requiere gasto de energía.
Teniendo en cuenta lo anterior; la transferencia de un constituyente de una región de alta concentración a una baja concentración se llama transferencia de masa. El principio de transferencia de masa, depende de la dinámica del sistema en el que se lleva a cabo. La masa puede transferirse por medio del movimiento molecular fortuito en los fluidos en reposo o puedetransferirse de una superficie a un fluido en movimiento, ayudando por las características dinámicas del flujo. Estos dos modos de transferencia de masa: molecular y conectiva, son análogos a la conducción calorífica y a la transferencia convectiva de calor.
Dentro de las mezclas de gases diluidos, cada una de las moléculas de soluto se comporta en forma independiente de las otras moléculas de...
PRÁCTICA No. 5
TRANSFERENCIA DE MASAS Y LA LEY DE FICK
INTRODUCCIÓN
La transferencia de masa como difusión es de gran importancia en la preparación y almacenamiento de sistemas biológicos y en el almacenamiento de sistemas biológicos y en el diseño de órganos artificiales tales como los riñones.
La ósmosis es un fenómeno físico-químico relacionado con elcomportamiento del agua, como solvente de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente (agua) pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple de agua a través de la membrana, sin "gasto de energía". La ósmosis es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos.
La membrana es semipermeable y contiene poros, al igual que cualquierfiltro. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes (normalmente del tamaño de micras). Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar que son más grandes. Si una membrana como la descrita separa un líquido en dos particiones, una de agua pura y otra de agua con azúcar, suceden varias cosas, explicadas afines del siglo XIX por Van't Hoff y Gibbs empleando conceptos de potencial electroquímico y difusión simple entendiendo que este último fenómeno implica, no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas, sino el equilibrio de los potenciales químicos de ambas particiones. Los potenciales químicos de los componentes de una solución son menores quela suma del potencial de dichos componentes cuando no están ligados en la solución. Este desequilibrio genera un flujo de partículas solventes hacia la zona de menor potencial que se expresa como presión osmótica medible en términos de presión atmosférica, que está en relación directa con la osmolaridad de la solución. El solvente fluirá hacia el soluto hasta equilibrar dicho potencial o hastaque la presión hidrostática equilibre la presión osmótica.
El resultado final es que aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta. Dicho de otro modo, dando el suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua conazúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración. Las moléculas del agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración: a esto se le llama disolución hipotónica, y a la de mayor concentración, disolución hipertónica. Cuando el paso de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas. Estemovimiento del agua a través de la membrana puede producir que algunas células se arruguen (plasmólisis) por una pérdida excesiva de agua, o bien, se hinchen (turgencia o lisis) por un aumento también excesivo en el contenido celular de agua. Para evitar estas dos situaciones, de consecuencias desastrosas para las células, estas poseen mecanismos para expulsar el agua o los iones mediante un transporteque requiere gasto de energía.
Teniendo en cuenta lo anterior; la transferencia de un constituyente de una región de alta concentración a una baja concentración se llama transferencia de masa. El principio de transferencia de masa, depende de la dinámica del sistema en el que se lleva a cabo. La masa puede transferirse por medio del movimiento molecular fortuito en los fluidos en reposo o puedetransferirse de una superficie a un fluido en movimiento, ayudando por las características dinámicas del flujo. Estos dos modos de transferencia de masa: molecular y conectiva, son análogos a la conducción calorífica y a la transferencia convectiva de calor.
Dentro de las mezclas de gases diluidos, cada una de las moléculas de soluto se comporta en forma independiente de las otras moléculas de...
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