MISURA DEL COEFFICIENTE DI DIFFUSIONE TRAMITE L'APPARECCHIO DI CLACK

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Descrizione dell'apparato sperimentale
Osservazione del fenomeno
Analisi quantitativa

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DESCRIZIONE DELL'APPARATO SPERIMENTALE

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Capillare con due recipienti alle estremita`fig. 1(1.8 K)

Esistono diversi metodi per effettuare la misura in questione, nel caso di soluzione liquide.
L'apparecchio piu' semplice, ancora oggi utilizzato con vari perfezionamenti, e` quello messo a punto da Clack nel 1921.

L'apparecchio consiste in un capillare verticale molto sottile in vetro che termina alle due estremita' con delle espansioni, aventi la funzione di serbatoio.(fig. 1)


Condizione iniziale fig. 2(2.0 K)

Il serbatoio in basso viene riempito con la soluzione avente maggiore densita' (normalmente quella piu' concentrata) e quello in alto con la soluzione di minore densita' (normalmente quella piu' diluita o il solvente puro) per fare in modo che la soluzione entro il capillare non sia disturbata dalla gravita'(fig. 2).
Entrambi i serbatoi sono tenuti sotto agitazione , per mantenere in essi una concentrazione uniforme del soluto e devono essere sufficientemente grandi perche' il piccolo trasporto di massa che avviene dentro il capillare non alteri sensibilmente tale concentrazione.


OSSERVAZIONE DEL FENOMENO

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Si riempie la cella: cosa succede?

(2.8 K) Animazione(227 K)

ANALISI QUANTITATIVA

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Raggiunte le condizioni di stazionarieta` (punto 3.), il flusso della sostanza diffondente e` governato dal gradiente di concentrazione costante nel tempo



e cioe`
(*)
ricavabili anche per via matematica

Questo significa che la differenza di concentrazione fra due punti distanti fra loro di un certo fisso sara` una costante indipendentemente dalla posizione della coppia di punti lungo il capillare e la concentrazione entro il capillare assumera` un profilo lineare.

In pratica si misurano ad intervalli di tempo noti le piccole variazioni di concentrazione che si hanno nel serbatoio in alto, si determina il flusso della sostanza diffondente e si risale infine al coefficiente di diffusione utilizzando l'equazione della prima legge di Fick , con il gradiente di concentrazione costante determinato dalla (*).


Apparecchio di Clack in azione

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Note

Approssimazioni


Indice

Copyright © I.S.H.T.A.R. - March, 1996