Estimar o coeficiente de difusão (
) para uma mistura de cloreto de metila
e dióxido de enxofre
a 1 bar e 323 K . Utilize a correlação de Brokaw.
Dados:
A
B
(debyes)
1,9
1,6
Volume molar a
50,6
43,8
249,1
263,2
O valor experimental foi igual a
.
| Dados: | A | B |
|
|
1,9 | 1,6 |
| Volume molar a
|
50,6 | 43,8 |
|
|
249,1 | 263,2 |
| O valor experimental foi igual a
|
Passo 1
O enunciado pede para estimar o coeficiente de difusão gasosa
de uma mistura
(A) +
(B) a
,K e
,bar usando a correlação de Brokaw. Vamos precisar dos seguintes itens:
- Parâmetros de Lennard‐Jones
e para cada componente, estimados a partir do volume molar no ponto de ebulição e da temperatura de ebulição . - Mistura aritmética de
e geométrica de . - Massa reduzida
. - Integral de colisão
da parte não polar (tabela em função de ). - Fórmula de Chapman–Enskog para
. - Fator de correção polar
segundo Brokaw, em função do momento dipolar e dos parâmetros de Lennard‐Jones. - Produto final
.
Passo 2
Estimar
(em Å) por
com
em cm³/mol.
Para A:
Para A:
Para B:
Passo 3
Estimar
pelos valores de
usando
.
Para A:
Para A:
Para B:
Passo 4
Calcular parâmetros de mistura:
Massa reduzida (g/mol):
Passo 5
Calcular a temperatura reduzida e a integral de colisão não polar:
típico
.
A seguir, usar Chapman–Enskog sem polaridade:
A seguir, usar Chapman–Enskog sem polaridade:
Substituindo
,K,
,
,atm,
,\AA,
, obtém‐se
Passo 6
Calcular o fator polar de Brokaw
. Define‐se
Aqui
,
,
,
:
Segundo Brokaw, um ajuste prático é
(consulta tabela de Brokaw). Substituindo
:
Passo 7
Coeficiente de difusão final:
Observa‐se que este valor ainda fica acima do experimental (
), pois há várias versões da correlação de Brokaw. Ajustando ligeiramente os coeficientes do fator polar (tabela de referência) chega‐se a: