Compare o coeficiente de difusão da mistura etanol-água
a
sob as condições descritas a seguir. Nesta temperatura, a viscosidade da água é
e do etanol é
.
etanol(A) é o soluto e água(B) e o solvente;
etanol(A) é o soluto e água(B) e o solvente;
Passo 1
O enunciado pede para estimar e comparar o coeficiente de difusão de etanol (soluto A) em água (solvente B),
, e o coeficiente de difusão de água em etanol,
, a
(
K). Vamos usar a equação empírica de Wilke–Chang.
Passo 2
A equação de Wilke–Chang para mistura binária é
onde
• = soluto,
= solvente
• em
• em K
• em cP
• massa molar do solvente em g/mol
• volume molar do soluto em c
/mol
• parâmetro de associação do solvente
•
•
•
•
•
•
•
Passo 3
Dados e parâmetros:
• Etanol (A): g/mol,
c
/mol,
,
cP
• Água (B): g/mol,
c
/mol,
,
cP
• Temperatura: K
• Etanol (A):
• Água (B):
• Temperatura:
Passo 4
Cálculo de
(etanol em água):
Passo 5
Cálculo de
(água em etanol):
Passo 6
Comparando os resultados
vemos que
ou seja, a água se difunde mais rapidamente em etanol do que o etanol em água, pois a viscosidade do etanol (quando ele é solvente) é maior, reduzindo o coeficiente de difusão.