Utilizando a equação de Wilke-Chang, estime a difusividade em líquidos dos seguintes solutos, os quais são transferidos em soluções diluídas:
tetracolreto de carbono em benzeno a
;
tetracolreto de carbono em benzeno a
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa usar a equação de Wilke-Chang para estimar a difusividade (
) de um soluto em um líquido. O exercício pede para calcular a difusividade do tetracolreto de carbono em benzeno a 25°C. Para isso, vamos precisar entender a fórmula da Wilke-Chang e saber alguns parâmetros como viscosidade do solvente, peso molecular do soluto, volume molar do solvente, e a temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos ver qual é a equação de Wilke-Chang. Ela é usada para estimar a difusividade de moléculas em solução líquida e é dada por:
Onde:
-
é a difusividade (cm²/s) -
é a correlação da estrutura do soluto -
é a temperatura absoluta (K) -
é o peso molecular do soluto (g/mol) -
é a viscosidade do solvente (cp) -
é o volume molar do solvente (cm³/mol)
Passo 3
Vamos identificar e reunir todos os valores que precisamos:
- Temperatura (
): 25°C = 298 K - Peso molecular do soluto (
): Precisamos do valor para o tetracolreto de carbono. Vamos supor que seja g/mol (por favor, verifique no seu material se esse valor está correto). - Viscosidade do solvente (
): A viscosidade do benzeno a 25°C é aproximadamente 0.65 cp. - Volume molar do solvente (
): O volume molar do benzeno é cerca de 106 cm³/mol. - Correlação da estrutura (
): Para benzeno, geralmente usamos .
Passo 4
Agora, vamos substituir esses valores na equação de Wilke-Chang:
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
- Calcular
:
- Tirar a raiz quadrada de
:
- Calcular
:
- Multiplicar os valores no numerador:
- Multiplicar os valores no denominador:
Passo 6
Agora, vamos dividir o numerador pelo denominador para encontrar
:
Resposta
A difusividade do tetracolreto de carbono em benzeno a 25°C é aproximadamente
.
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e é cheio com água até a profundidade de
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, onde w é a vazão em
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.
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e
utilizando a equação de WilkeChang. Compare com o valor experimental (
a
).