Pregunta 163 · FIR 2026 · Fisicoquímica

Por qué es la correcta y por qué no las otras

La difusión en estado estacionario se describe con la primera ley de Fick: J = −D·dC/dx. Estacionario significa que nada cambia con el tiempo en cada punto: ni la concentración local, ni el flujo. Si J y D son constantes, el gradiente de concentración también es constante en el tiempo. Además, en un sistema uniforme (D constante, membrana homogénea) el perfil de concentración es lineal a través del espesor, así que el gradiente es el mismo en todos los puntos. Es la base de la difusión a través de membranas y de la liberación de orden cero en sistemas de reservorio.

Por qué no las otras

• 1. Flujo que aumenta con el tiempo: contradice la definición de estado estacionario, en el que J es constante. El flujo varía en el régimen transitorio (time lag), que corresponde a la segunda ley de Fick.
• 3. Difusión independiente del coeficiente de difusión: falso. J es directamente proporcional a D (ley de Fick). D depende de la temperatura, la viscosidad del medio y el tamaño molecular (Stokes-Einstein).
• 4. Concentración que varía de forma no lineal con la posición: en estado estacionario con D constante el perfil es lineal. Los perfiles curvos aparecen en estado no estacionario o si D varía con la concentración.

Clave para el FIR: Estado estacionario = primera ley de Fick: flujo constante, gradiente constante en el tiempo y perfil de concentración lineal. Lo transitorio (cambios con el tiempo) es la segunda ley de Fick.