sábado, 19 de mayo de 2018

Biofísica 2-2 Fluidos 8 Mecanismo de transporte

Fluidos 2-2.8. Se tiene un recipiente que contiene una solución 0,1 M de NaCl en agua a 27°C y se introduce en ella un tubo que contiene agua pura y cuya base ha sido reemplazada por una membrana semipermeable al solvente de forma tal que, inicialmente, ambos niveles coinciden.

 a. Indicar, justificando la respuesta, si dentro del tubo el nivel de agua subirá o bajará respecto al que tenía inicialmente.

Ley de Van't Hoff

El solvente siempre se mueve desde la solución menos concentrada hacia la más concentrada. (tratando de disminuir la diferencia de concentración)

El agua saldrá del tubo (concentración 0) hacia el recipiente (0,1 M).
El nivel del tubo bajará

 b. Hallar la diferencia de niveles entre el agua pura y la solución cuando se alcance el equilibrio.

El equilibrio se alcanza cuando la diferencia de presión hidrostática (ΔP) iguala la presión osmótica (π)

Presión hidrostática
ΔP  = δ  g  Δh

donde
ΔP  = diferencia de presión hidrostática
 δ = densidad de la solución = aproximadamente la densidad del agua = 1 kg/ltr
 g = aceleración de la gravedad = 10 m/s2
Δh = diferencia de altura = ¿??

Presión osmótica (Ley de Van't Hoff)
π = i  c  R  T

donde
π = presión osmótica
i  = constante de disociación = 2 (NaCl en agua se disocia en Na+ y Cl-)
c = concentración = 0,1 M = 0,1 mol/ltr
R = constante de los gases ideales = 8,34 J/mol ºK
T = temperatura (en ºK) = 27 ºC + 273 ºC= 300 ºK

Igualando ambas presiones, reemplazando y despejando Δh
Δh  = 2 *  0,1 mol/ltr * 8,34 J/mol ºK * 300 ºK / (1 kg/ltr * 10 m/s2) = 50 m < ----- diferencia de alturas

c. Calcular el volumen de agua transferido al tubo suponiendo que su sección es 0,25 mm².


Volumen = sección * altura = 0,25 x 10-4 dm2 * 500 dm = 0,0125 dm3 = 0,0125 ltr < ---- volumen

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