SEMINÁRIO FSC QMC EXP 7

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS
GRADUAÇÃO EM FARMÁCIA
EXPERIMENTO 7: DETERMINAÇÃO DO 
COEFICIENTE DE DIFUSÃO
Alana Louise Exterkortter, Fernando Locks, Giordana Gabriela Guilande Perera, Karina Ramos de Medeiros, Letícia Lis Barsoti e Luanna Gabriela Völz.
INTRODUÇÃO 
 
Difusão pode ser conceituado como a passagem de moléculas de soluto através de alguma barreira/membrana do local de maior concentração para o local de menor concentração
Primeira Lei de Fick
Segunda Lei de Fick
OBJETIVO
Determinar o coeficiente de difusão do KCl em gel de agar.
Materiais 
KCl sólido; 
Gel de Agar;
Água deionizada; 
Condutivímetro; 
Agitador magnético; 
Pipeta volumétrica; 
Bastão de vidro; 
Balão volumétrico; 
Tubo de difusão; 
Béquer; 
Termômetro;
Papel para pesagem; 
Ímãs para agitação; 
Lâmina de vidro; 
Graxa de silicone; 
Suporte universal; 
Garras; 
Tripé e micro-ondas.
Parte Experimental
Pesou-se o KCl adicionando 50 mL de água destilada em um balão volumétrico. 
Retirou 5 mL da solução de KCl e diluiu em um balão volumétrico de 250 mL. Determinando a condutividade inicial através de um condutivímetro já calibrado.
Parte Experimental
3. Foi preparado o tubo de difusão colocando na extremidade do tubo uma luva de borracha e encaixou-se na base de uma proveta para adicionar o gel ágar.
4. Para preparar o gel ágar, pesou-se o ágar e adicionou-se 45 mL da solução de KCl, logo após, a mistura foi aquecida. 
5. O tubo de difusão foi colocado dentro de um béquer e adicionou-se água, para ocorrer a gelificação do ágar. Após a gelificação foi medido o comprimento do ágar para usar posteriormente nos cálculos.
Parte Experimental
6. O tubo do ágar foi colocado dentro de um béquer com água sobre um agitador magnético, junto com o eletrodo do condutivímetro e um termômetro. Foram feitas medidas por 40 minutos, anotando a condutividade a cada 1 minuto.
TRATAMENTO DE DADOS
3.1. Faça uma tabela de dados com os valores obtidos experimentalmente, os calculados de (Mt/Mo) (Equação 5) e os correspondentes valores da raiz quadrada do tempo em segundos, Equação 4.
3.2. Faça o gráfico de (Mt/Mo) vs. raiz quadrada do tempo, (t1/2), conforme (Equação 4), trace a melhor reta.
 3.3 Usando a Equação 4 calcule o coeficiente de difusão para o KCl usando a equação da reta, y = ax + b para obter o coeficiente angular da reta. Compare o resultado com o valor encontrado da literatura e determine o erro experimental. Verifique as unidades de difusão, use (m² s⁻¹).
 
𝛂 = 3,3 × 10⁻⁴
𝛑 = 3,14
L = 13,3 cm (0,133m)
D = 1,49 × 10⁻⁹ m²s⁻¹
Valor teórico = 1,84 × 10⁻⁹ m²s⁻¹ 
Erro experimental = 19,02%
3.4 Compare o coeficiente de difusão do KCl obtido com o ácido salicílico, paracetamol e cloranfenicol e discuta as diferenças na difusão das diferentes substâncias, ver referência 1.
Ácido Salicílico: 11,3 x 10-10 m2/s
Paracetamol: 7,6 x 10-10 m2/s
Cloranfenicol: 5,8 x 10-10 m2/s
KCl (experimental) = 1,49 × 10⁻⁹ m²/s
Coeficiente de difusão é um valor que representa a facilidade com que cada soluto em particular se move em um determinado solvente.
QUESTIONÁRIO
1.Defina difusão e saliente as diferenças entre a difusão e: diálise, osmose e ultrafiltração.
Difusão: transporte de massas de moléculas individuais através de uma barreira ou meio fluido por gradiente de concentração de forma aleatória;
Diálise: duas soluções de diferentes concentrações que igualam suas concentrações após a passagem de solutos de uma substância para a outra;
Osmose: passagem de solvente de região menos concentrada para mais concentrada;
Ultrafiltração: retenção de partículas menores de 0,1 micrômetros.
Difusão
Osmose
2. Assista aos vídeos de transporte através de membranas e discuta o mecanismo observado https://www.youtube.com/watch?v=BV0rc8w4P7Y
3. Discuta o mecanismo de funcionamento da bomba de sódio e potássio.
A bomba de sódio e potássio realiza transporte ativo. O transporte de íons ocorre contra o gradiente de concentração, diferentemente da difusão. A concentração de sódio tende a ser maior no meio extracelular, já no intracelular a concentração de potássio é maior, assim a função da bomba é por jogar o sódio fora da célula e colocar potássio dentro da células, mantendo o gradiente de concentração.
4. Procure a relação que existe entre coeficiente de difusão segundo a equação de Stokes-Einstein, veja referência 1, com:
a) temperatura:
b) o raio ou tamanho da molécula:
c) viscosidade do meio:
 X
5. Procure na literatura outras formas de determinar o coeficiente de difusão experimentalmente.
- Viscosímetro 
- Eletroforese
- DLS
6. Quais os resíduos gerados neste experimento e como foram tratados.
Conclusão
A difusão pode ser caracterizada como um fenômeno de transporte de matéria fluida onde todas as partículas com temperatura acima de 0ºc tendem a migrar do meio hipertônico para o hipotônico.
Este fenômeno ocorre de maneiras ‘diferentes’ quando há diferença ou não entre as espécies envolvidas.
Autodifusão e Interdifusão
Conclusão
Dentre suas principais aplicações está o uso na produção de materiais sólidos em pó onde não há mais possibilidade dessa redução ser feita manualmente, pode ser usada ainda para sintetizar materiais de propriedades físicas e por vezes, na indústria como semicondutores etc
Conclusão - Fenômeno de difusão na fisiologia 
Hematose:
É o nome dado ao processo de difusão que ocorre nos alvéolos pulmonares onde ao inspirar tornamos os ‘pulmões’ o meio hipertônico que transporta oxigênio para o meio hipotônico (‘sangue’). O mesmo ocorre para a saída de CO2 da hemácias.
Conclusão - Coeficiente de Difusão 
É a representação numérica da capacidade particular de cada soluto em se mover rumo ao solvente. Uma proporção matemática constante oriunda do fluxo molar e do gradiente de concentração da substância em questão, que pode ser chamada de difusividade específica.
 KCl (experimental) = 1,49 × 10⁻⁹ m²/s
Referências
Roteiro do Experimento 7. Físico-química Experimental QMC 5453, Reologia de sistemas newtonianos e não newtonianos, Professor Nito Angelo Debacher.
FLORENCE, A.T, ATTWOOD, D., Princípios Físico-Químicos em Farmácia; tradução Vol 3, São Paulo, USP, 2003, Pg 146.