Estimar
para uma solução aquosa diluída de ácido acético a
. A densidade do ácido acético na temperatura normal de ebulição é
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente precisa estimar o coeficiente de difusão, chamado de
, para uma solução aquosa diluída de ácido acético a
. Isso pertence ao conteúdo de Difusão em Química. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula de Chapman-Enskog, que ajuda a calcular o coeficiente de difusão de gases.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a fórmula de Chapman-Enskog. Essa fórmula nos permite calcular o coeficiente de difusão
entre duas espécies gasosas. A fórmula é:
Onde:
-
é a temperatura em Kelvin. -
é a pressão em atmosferas. -
e são as massas molares das espécies A e B, respectivamente. -
é o diâmetro médio das moléculas. -
é o parâmetro de potencial intermolecular.
Passo 3
Vamos adaptar essa fórmula para o nosso caso. Considerando que estamos lidando com ácido acético em solução, podemos simplificar usando a densidade fornecida na temperatura de ebulição. A densidade do ácido acético (
) é
. Precisamos converter essa densidade para
para facilitar os cálculos:
Passo 4
Agora, vamos calcular a massa molar do ácido acético (
). A massa molar é a soma das massas atômicas dos elementos:
- C: 12,01 g/mol
- H: 1,008 g/mol
- O: 16,00 g/mol
Calculando:
Passo 5
Com a massa molar, podemos calcular a concentração da solução. Supondo que temos uma solução diluída, vamos considerar uma concentração de
.
Passo 6
Agora, usando a fórmula de difusão simplificada para soluções diluídas:
Onde:
-
é a constante de Boltzmann ( ). -
é a temperatura em Kelvin ( ). -
é a viscosidade da solução. -
é o diâmetro molecular.
Passo 7
Precisamos estimar a viscosidade (
) da solução aquosa de ácido acético. Uma estimativa comum para soluções diluídas é usar a viscosidade da água a
, que é aproximadamente
.
Passo 8
Assumindo um diâmetro molecular (
) de aproximadamente
para o ácido acético, vamos substituir todos os valores na fórmula:
Passo 9
Calculando os valores:
Resposta
O coeficiente de difusão
para a solução aquosa diluída de ácido acético a
é aproximadamente
.