6- A difusidade do par gasoso O2-CCl4 é determinada pela observação da evaporação em um estado estacionário do tetracloreto de carbono em um tubo contendo Z2-Z1=
. A pressão do sistema é 755 mmHg , e a temperatura é
. A pressão do vapor do CCl 4 nesta temperatura é de 33 mmHg . a área superficial do líquido exposta a evaporação é de
. Em um tempo de 10 horas foi evaporado
de CCl4. Qual difusidade par O2- CCl4?
Dados: Massa molar do CCl4 é igual a
; Densidade do CCl4
.
Passo 1
O enunciado pede a difusividade molecular
do par gasoso O
–CCl
em regime estacionário de evaporação unidimensional num tubo de comprimento
. Para isso vamos usar a Lei de Fick (primeira lei) para fluxo estacionário em camada gasosa estacionária, junto com a equação de estado dos gases ideais para converter pressões em concentrações. Dados úteis:
Passo 2
Calcular o fluxo molar de CCl
evaporado por unidade de área:
- Volume evaporado por segundo:
- Convertendo em massa por segundo:
- Convertendo em mol/s:
- Fluxo molar por unidade de área (em mol/cm
·s):
Passo 3
Escrever a Lei de Fick para fluxo estacionário unidimensional, desprezando o escoamento convectivo (Stefan flow) pois
:
Aqui,
é a concentração de vapor de CCl
na interface líquida e
na saída do tubo.
Passo 4
Usar gás ideal para obter
:
Passo 5
Isolar
:
Resposta
A difusividade do par O
–CCl
é