Qué Es El Movimiento Browniano.docx

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

QUIMICA SANITARIA

TEMA: Diseño Drenaje Filtro Rápido

ALUMNO: VIÑAMAGUA UYAGUARI CARLOS MIGUEL

DOCENTE DE CÁTEDRA: ING. CARLOS ENRIQUEZ

SEMESTRE: OCTAVO

PARALELO: PRIMERO

CICLO: PRIMER HEMISEMESTRE

FECHA DE ENTREGA: 05 DE DICIEMBRE DEL 2018

¿Qué es el movimiento Browniano?

Es el movimiento errático de las partículas pequeñas (con tamaño < 1 μm, que son la mayoría de las partículas que llegan al filtro), que depende de la energía térmica del agua y controla el impacto con el medio poroso. Las partículas pequeñas tienden a difundirse desde las áreas de mayor concentración a las áreas de menor concentración. Por esto se pueden encontrar sólidos adheridos a los granos del medio filtrante en puntos donde la velocidad del flujo es prácticamente nula. La eficiencia del filtro debida a la difusión es directamente proporcional a la temperatura e inversamente proporcional al diámetro de la partícula y del grano. La eficiencia de la difusión en la acción del manto filtrante en profundidad es pequeña dado que la relación entre el diámetro de la partícula y el del grano está estimada entre 0.0002 y 0.6. (Fraga, 2012) Si las partículas son muy pequeñas, tienen movimiento browniano. El movimiento browniano es el movimiento aleatorio de las partículas causado por las colisiones con las moléculas del fluido que las rodea. Este movimiento, en direcciones impredecibles, tiende a contrarrestar el efecto de la gravedad, por lo que la precipitación puede ser más lenta y, a veces, no se verifica. Para partículas de unos cuantos micrómetros, el efecto browniano es considerable, y a menos de 0.1 μm, es predominante. Cuando las de partículas son muy pequeñas, la aplicación de una fuerza centrífuga ayuda a reducir el efecto del movimiento browniano.

¿Qué son las Fuerzas Van der Waals?

Es la fuerza atractiva o repulsiva entre moléculas, o entre partes de una misma molécula, distintas a aquellas debidas al enlace covalente o a la interacción electrostática de iones con otros o con moléculas neutras. Son las principales responsables de la adhesión de las partículas a los granos del filtro. Son independientes del pH y de las características de la fase acuosa. Dependen de la densidad y tamaño de las partículas, así como de la distancia entre estas y los granos del filtro. (Jaramillo, 2014) Fuerzas Dipolo – Dipolo Una molécula es un dipolo cuando existe una distribución asimétrica de los electrones debido a que la molécula está formada por átomos de distinta electronegatividad. Como consecuencia de ello, los electrones se encuentran preferentemente en las proximidades del átomo más electronegativo. Se crean así dos regiones (o polos) en la molécula, una con carga parcial negativa y otra con carga parcial positiva. (Rodriguez, 2015)

Cuando dos moléculas polares (dipolos) se aproximan, se produce una atracción entre el polo positivo de una de ellas y el negativo de la otra. Esta fuerza de atracción entre dos dipolos es tanto más intensa cuanto mayor es la polarización de dichas moléculas polares o, dicho de otra forma, cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los átomos enlazados. Los enlaces serán tanto más polares cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los átomos enlazados.

En el fluoruro de hidrógeno, por ejemplo, el F es más electronegativo que el H porque su núcleo, con 9 cargas positivas, atrae a los e- compartidos con el H con más fuerza que el núcleo del H, con una sola carga positiva. Por lo tanto, los e- compartidos por covalencia estarán más próximos al F que al H y la molécula forma un dipolo permanente (Figura de la izquierda). Un ejemplo particularmente interesante de las interacciones dipolo-dipolo son los puentes de hidrógeno.

El momento dipolar (m) es un vector (orientado hacia la carga negativa y cuya magnitud depende de la intensidad de la carga y de la distancia entre los átomos) que permite cuantificar la asimetría de cargas en la molécula (Figura inferior izquierda). La forma de la molécula también afecta al momento dipolar (Figura inferior derecha).

Fuerzas Dipolo – Dipolo Inducido Tienen lugar entre una molécula polar y una molécula apolar. En este caso, la carga de una molécula polar provoca una distorsión en la nube electrónica de la molécula apolar y la convierte, de modo transitorio, en un dipolo. En este momento se establece una fuerza de atracción entre las moléculas. (Rodriguez, 2015)

Gracias a esta interacción, gases apolares como el O2, el N2 o el CO2 se pueden disolver en agua. Fuerzas Dipolo Instantáneo – Dipolo Inducido También se llaman fuerzas de dispersión o fuerzas de London. En muchos textos, se identifican con las fuerzas de Van der Waals, lo que puede generar cierta confusión. Las fuerzas de dispersión son fuerzas atractivas débiles que se establecen fundamentalmente entre sustancias no polares, aunque también están presentes en las sustancias polares. Se deben a las irregularidades que se producen en la nube electrónica de los átomos de las moléculas por efecto de la proximidad mutua. La formación de un dipolo instantáneo en una molécula origina la formación de un dipolo inducido en una molécula vecina de manera que se origina una débil fuerza de atracción entre las dos. (Rodriguez, 2015)

Estas fuerzas son mayores al aumentar el tamaño y la asimetría de las moléculas. Son mínimas en los gases nobles (He, Ne), algo mayores en los gases diatómicos (H2, N2, O2) y mayores aún en los gases poliatómicos (O3, CO2).

Bibliografía 

Fraga, D. (2012). Procesos de Desinfeccion . Guadalajara: Ediciones Universitarias.

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Jaramillo, D. (29 de MAyo de 2014). FILTRACION: DEFINICION, MECANISMOS Y FACTORES. Obtenido de Fibras y Normas de Colombia S.A.S.: https://www.fibrasynormasdecolombia.com/terminos-definiciones/filtracionmecanismos-factores/

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Rodriguez, C. (14 de Abril de 2015). FUERZAS INTERMOLECULARES. Obtenido de BIOMOLÉCULAS: http://www.ehu.eus/biomoleculas/moleculas/fuerzas.htm#fu51