Considerando o par de gases
/etileno, cite e explique o efeito das variáveis que influenciam o coeficiente de difusão.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente considerar um par de gases, que são a amônia (
) e o etileno, e falar sobre como certas variáveis afetam o coeficiente de difusão desses gases. A matéria aqui é sobre difusão de gases. Para resolver isso, vamos precisar entender o que influencia a velocidade com que os gases se difundem, como temperatura, pressão e massa molecular.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o coeficiente de difusão. Esse coeficiente (
) indica a facilidade com que uma substância se espalha em outra. Basicamente, quanto maior o
, mais rápido o gás se difunde.
Passo 3
A massa molecular é uma das principais variáveis. De acordo com a Lei de Graham, a velocidade de difusão dos gases é inversamente proporcional à raiz quadrada da sua massa molecular. Isso significa que gases mais leves, como a amônia, tendem a se difundir mais rapidamente que gases mais pesados, como o etileno.
A fórmula da Lei de Graham é:
onde
Passo 4
Outra variável importante é a temperatura. Conforme a temperatura aumenta, as moléculas do gás ganham mais energia e se movem mais rapidamente. Isso faz com que o coeficiente de difusão também aumente. Em outras palavras, gases se difundem mais rápido em temperaturas mais altas.
A relação entre difusão e temperatura pode ser descrita pela equação:
onde
Passo 5
A pressão também afeta o coeficiente de difusão. Em geral, quando a pressão aumenta, as moléculas ficam mais próximas umas das outras, o que dificulta a movimentação e, consequentemente, diminui o coeficiente de difusão. Portanto, sob maior pressão, os gases se difundem mais lentamente.
A relação com a pressão é:
onde
Passo 6
Além dessas, outros fatores como a natureza dos gases e a viscosidade do meio também podem influenciar o coeficiente de difusão, mas os principais que vamos focar aqui são a massa molecular, temperatura e pressão.
Resposta
Em resumo, as variáveis que influenciam o coeficiente de difusão dos gases
e etileno são:
- Massa Molecular: Gases com menor massa molecular (como a amônia) têm maior coeficiente de difusão.
- Temperatura: Aumentos na temperatura elevam o coeficiente de difusão.
- Pressão: Aumentos na pressão reduzem o coeficiente de difusão.
Esses fatores determinam quão rapidamente um gás se espalha em outro, afetando diretamente o coeficiente de difusão.