1.1-Determine a difusividade de oxigénio em azoto à temperatura de 25^circ C e 1 atm .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para determinarmos a difusividade do oxigênio (O₂) em nitrogênio (N₂) à temperatura de 25^circ C e pressão de 1 atm. Vamos precisar entender o conceito de difusividade, que está relacionado à velocidade com que as moléculas de um gás se espalham em outro. Para isso, vamos usar a Lei de Diffusão de Graham, que nos ajuda a calcular a difusividade de gases diferentes.

Passo 2

Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, porque nas equações de gases, sempre usamos Kelvin. A fórmula para converter é:
T(K) = T(°C) + 273,15
Então,
T = 25 + 273,15 = 298,15 , K

Passo 3

Agora, precisamos das massas molares dos gases envolvidos. A massa molar do oxigênio (O₂) é aproximadamente 32 g/mol, e a do nitrogênio (N₂) é cerca de 28 g/mol.
MO2 = 32 , g/mol MN2 = 28 , g/mol

Passo 4

A Lei de Graham nos dá a relação entre as difusividades de dois gases:
Rearranjando para encontrar :

Passo 5

Precisamos de um valor de difusividade para o nitrogênio (N₂) como referência. A difusividade do nitrogênio a 25^circ C e 1 atm é aproximadamente 0,17 , cm^2/s.
DN2 = 0,17 , cm^2/s

Passo 6

Substituindo os valores na equação:
DO2 = 0,17 , cm^2/s times raiz2832
Primeiro, calculamos a razão das massas molares:
2832 = 0,875
Então,
DO2 = 0,17 , cm^2/s times raiz0,875 approx 0,17 times 0,935 = 0,159 , cm^2/s

Resposta

A difusividade do oxigênio em nitrogênio a 25^circ C e 1 atm é aproximadamente 0,16 , cm^2/s.

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