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5.3.- Resultados Cristalización de (Ba,Ca)CO3 y BaCa(CO3)2 en sistemas acuosos difusión-reacción 5.3.1.- Transferencia de masa Uno de los objetivos de este apartado es ilustrar la diferencia entre este tipo de experimentos, donde el sistema evoluciona constantemente tanto espacial como temporalmente y las condiciones estáticas e invariables (únicamente alteradas por el propio crecimiento cristalino) típicas del crecimiento cristalino producido a partir de soluciones libres. Las condiciones fisico-químicas existentes en el interior de un gel son, en general, muy distintas de las que imperan en una solución libre. Así, en la estructura del gel la solución está atrapada dentro de los pequeños poros. En esta situación, el transporte se produce únicamente por difusión, quedando eliminados como mecanismos de transferencia de masa los fenómenos de convección tan comunes en las soluciones. El mecanismo de transferencia de masa por difusión condiciona que la columna de gel (inicialmente homogénea) se configure como un sistema no homogéneo, en el que el valor de los distintos parámetros fisico-químicos, como la concentración de los reactivos y el pH, evoluciona continuamente con el tiempo en cada punto del sistema. Así, a lo largo de la columna de gel se desarrolla un gradiente de sobresaturación, que también cambia con el tiempo. Esta diferencia no es trivial, pues la técnica del gel permite trabajar con concentraciones de reactivos relativamente elevadas. Esto no es posible en una solución libre, ya que la utilización de concentraciones medias o altas provoca una precipitación catastrófica del producto, dando lugar a la formación de numerosos cristales diminutos sin crecimiento posterior. En este apartado se muestran los resultados derivados de la testificación de la transferencia de masa del grupo de experimentos realizados a partir de la solución 4 (CaCl2 0,5M-BaCl2 O,5M-Na2CO3 0,5M). La figura 5.2 muestra la variación del pH y de la concentración de C, Ca y Ba para distintos tiempos. 195
a) b) Cristalización de (Ba,Ca)CO3 y BaCa(CO3)2 en sistemas acuosos difusión-reacción 100 horas 400 horas 864 horas 1500 horas 1 100 horas 400 horas 864 horas 1500 horas 1 3 3 5 5 7 7 9 9 11 11 13 13 15 15 17 Rodajas 17 Rodajas Figura 5.2. Evolución del pH (a), y concentración de C (b), Ca (c) y Ba (d) a lo largo de la columna de gel y para distintos tiempos de difusión de la solución 4 (CaCl2 0,5M-BaCl2 O,5M-Na2CO3 0,5M (Fernández-Díaz, 1989; Viedma, 1991) 196 19 19 21 21 23 23 25 25 27 27 12 10 8 6 4 2 0 120 100 80 60 40 20 0 pH Concentración (mM/l)
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