Estime o coeficiente de difusão de etanol em uma solução diluída em água a
. Utilize a correção proposta por Wilke e Chang. Dados:
. R:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema pede pra gente estimar o coeficiente de difusão do etanol em uma solução diluída em água a 10°C usando a correção de Wilke e Chang. Para isso, vamos precisar conhecer a viscosidade do solvente, a massa molar do soluto e o volume molar do etanol. A matéria envolvida é a difusão molecular, que estuda como as partículas se movem de regiões de maior concentração para as de menor concentração.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula que a correção de Wilke e Chang propõe para calcular o coeficiente de difusão (
). A equação é a seguinte:
Onde:
-
é o coeficiente de difusão em cm²/s -
é a viscosidade do solvente a 25°C (vamos ajustar para 20°C conforme os dados) -
é a temperatura em Kelvin -
é a viscosidade do solvente em centipoise (cp) -
é o volume molar do soluto em cm³/mol -
é a massa molar do soluto em g/mol
Passo 3
Vamos listar os dados fornecidos:
- Viscosidade do solvente (
) = 1,3059 cp - Massa molar do soluto (
) = 18 g/mol - Volume molar do etanol (
) = 59,2 cm³/mol - Temperatura (
) = 10°C
Precisamos converter a temperatura para Kelvin:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na equação de Wilke e Chang:
Substituindo os valores:
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, calculamos
:
Depois, calculamos
:
Agora, multiplicamos por
:
Finalmente, dividimos por
:
Resposta
O coeficiente de difusão do etanol na solução a 10°C é aproximadamente
.