Questão 5 A difusividade do par gasoso O2-CCl4 é determinada pela observação da evaporação em um estado estacionário do tetracloreto de carbono em um tubo contendo
. A pressão do sistema é 755 mmHg , e a temperatura é
. A pressãodo vapor do CCl4 nesta temperatura é de 33 mmHg . A área superficial do líquido exposta à evaporação é de
. Em um tempo de 10 horas foi evaporado
de CCl4. Qual difusividade par O2-CCl4?
Dados: Massa molar do CCl4 é igual a
-mol; Densidade do CCl4
Passo 1
O enunciado trata da evaporação em estado estacionário de CC
num tubo preenchido por
, com comprimento efetivo
. Sabemos a pressão total
, a temperatura
, a pressão de vapor do CC
em equilíbrio
, a área da superfície líquida
e o volume evaporado em
h de
. Precisamos calcular a difusividade binária
usando a lei de Fick em regime estacionário e comportamento de gás ideal.
Passo 2
Primeiro convertemos o volume evaporado em número de mols de CC
e, em seguida, o fluxo molar. A massa evaporada é
O número de mols é
O tempo em segundos vale
.
Logo o fluxo molar de CC é
Logo o fluxo molar de CC
Passo 3
Para difusão estacionária de uma substância
(CC
) num gás
(
) sem escoamento de massa, a lei de Fick fornece
em que
na interface líquida,
na extremidade aberta,
. Substituindo
e
temos
Passo 4
Isolando
,
Substituindo os valores numéricos,
Resposta
A difusividade binária do par
–CC
é