Problema 3 · Fisicoquímica II UB 2017

Dibuixeu esquemàticament el procediment experimental dut a terme pels estudiants a l'article de Ribeiro et al.

Solución: Esquema del dispositiu experimental dividit en dues zones concèntriques per un filtre o membrana de cel·lulosa: compartiment central (zona 1, solut/principi actiu) i compartiment receptor o exterior (zona 2, presa d'alíquotes a distància fixa $l$).

Expliqueu el procediment experimental dut a terme pels estudiants a l'article de Ribeiro et al. per obtenir les dades que van permetre avaluar el flux i la metodologia emprada per calcular el coeficient de difusió a partir de mesures de conductivitat.

Solución: 1. Esquema i procediment experimental: * Es disposa d'un dispositiu dividit per una membrana o filtre de cel·lulosa en dues zones concèntriques. * Fase 1: S'injecta el principi actiu o solut al compartiment central (zona 1), delimitat pel filtre de cel·lulosa. * Fase 2: Es prenen alíquotes de mostra al compartiment exterior (zona 2) a diferents temps, mantenint fixa la distància de difusió $l$. * El flux difusiu es calcula experimentalment a partir de la variació temporal de la concentració mitjançant l'expressió: $$J = \frac{V}{A} \cdot \frac{\partial c}{\partial t}$$ on $V$ és el volum del receptor i $A$ l'àrea disponible de transferència de massa. 2. Determinació de la concentració i del coeficient de difusió: * Es mesura la conductivitat elèctrica de cada alíquota extreta i es transforma en concentració mitjançant una corba de calibratge prèvia (recta patró conductimètrica). * Per trobar el coeficient de difusió ($D$), s'utilitza la relació derivada de la primera llei de Fick: $$J = D \cdot \frac{c_{\text{inicial}} - c_{\text{final}}}{l} = D \cdot \frac{\Delta c}{l}$$ * A partir de l'ajust lineal del flux $J$ en funció del gradient $\Delta c$, el pendent de la recta obtinguda és $\frac{D}{l}$. Per tant, multiplicant aquest pendent per la distància fixa de mesura $l$, s'obté el valor del coeficient de difusió $D$.