Utilizando a equação de Wilke-Chang, estime a difusividade em líquidos dos seguintes solutos, os quais são transferidos em soluções diluídas:
dióxido de carbono em água a
;
dióxido de carbono em água a
Passo 1
Vamos resolver um exercício onde precisamos estimar a difusividade do dióxido de carbono (CO₂) em água a 20°C usando a equação de Wilke-Chang. Para isso, vamos precisar conhecer algumas propriedades físicas do solvente e do soluto, como viscosidade, temperatura e peso molecular.
Passo 2
A equação de Wilke-Chang é uma fórmula utilizada para estimar a difusividade de moléculas em líquidos. Ela é dada por:
Onde:
-
é a difusividade (cm²/s) -
é um fator de formacidade -
é o peso molecular do solvente (g/mol) -
é a temperatura absoluta (K) -
é a viscosidade do solvente (cP) -
é o volume molar do solvente (cm³/mol)
Passo 3
Vamos identificar e buscar os valores necessários:
- Temperatura
(já que ) - Peso molecular da água
g/mol - Viscosidade da água a 20°C
cP - Volume molar da água
cm³/mol - O fator de formacidade
para o CO₂ em água é aproximadamente 1.0
Passo 4
Vamos substituir os valores na equação:
Primeiro, calculamos
:
Em seguida, calculamos
:
Agora, substituímos esses valores:
Calculando o numerador:
E o denominador:
Finalmente, dividimos:
Resposta
A difusividade do dióxido de carbono em água a 20°C é aproximadamente
cm²/s.