Lei Fe Fick

Lei de fick

A lei de Fick é uma lei quantitativa na forma de equação diferencial que descreve diversos casos de difusão de matéria em um meio no qual inicialmente possui diferenças de concentração.

Muito utilizada em estudos com misturas de gases Corrente de difusão em estado estacionário. Um dos primeiros a estudar o processo de difusão através de membranas biológicas foi o médico e fisiologista alemão Adolf Fick (1829-1901). Através do seu trabalho criou a equação/lei de Fick:

Sendo:

J = Densidade de corrente, ou fluxo

D = Coeficiente de difusão

= Gradiente de concentração por unidade de comprimento.

O fluxo de soluto corresponde à quantidade de soluto (em número de partículas ou de moles) que passa através de uma superfície de área unitária por unidade de tempo. Segundo esta definição, o fluxo é, em geral, um vetor. Porém, por simplicidade, vamos considerar aqui movimento apenas em uma direção. Esta aproximação é válida quando a direção do movimento das partículas do soluto através da membrana for transversal à superfície da membrana, que será o caso considerado aqui. A análise dimensional nos revela as unidades de D Portanto, as unidades de D são independentes das unidades usadas para medir quantidade de partículas (moles ou número de partículas), desde que sejam usadas unidades consistentes tanto para a concentração como para o fluxo.

O sinal negativo na lei de Fick indica que o fluxo se dá de uma região de alta concentração para uma de baixa concentração. Duas características da Lei de Fick devem ser notadas:

Primeiro, ela é uma lei linear: por maior que a diferença de concentração entre os dois lados da membrana se torne, o fluxo permanece proporcional ao gradiente, ou seja, não existe um processo de saturação. Segundo, a lei implica uma independência de fluxos: o fluxo do soluto S é independente do fluxo de outros solutos X e Y, ou seja, não existe acoplamento entre os fluxos.

Assim temos:

Difusividade mássica

Entende-se por difusão o transporte de massas de moléculas individuais por uma barreira ou espaço livre, que ocorre segundo um processo aleatório, e que depende de um gradiente de concentração. A difusão livre ou transporte passivo de uma substância através de um líquido, sólido ou membranas é um processo de considerável importância em muitas operações industriais.

Difusão também é conhecida como a tendência que as moléculas apresentam de migrar de uma região de concentração elevada para outra região de concentração baixa e, é uma consequência direta do movimento browniano (movimento ao acaso). O processo fundamenta-se em aspectos relacionados com soluto e solvente, temperatura, pressão, potencial químico. O movimento browniano das moléculas garante que o sistema passe de um estado inicial, certamente não em equilíbrio, para um estado final de energia livre mínima e entropia máxima e, portanto, em equilíbrio. A difusão pode ser vista como um processo no qual a concentração tende a se igualar em todos os pontos do sistema com o