Utilizando-se os valores dos coeficientes de difusão em diluição infinita presentes na Tabela 1.6, estime o para o sistema CC44/hexano a , no qual a fração molar do hexano é 0,43 . A essa temperatura as viscosidades da solução, do tetracloreto de carbono e do hexano, são, respectivamente: e . Para este sistema, o hexano é a espécie A e o CCl4 é a espécie B. Utilize as correlações de Wilke para estimar o valor de Dab.
Tabela 1.6:
Coeficiente de difusão binária em líquidos em diluição infinita.
Sistema soluto/solvente T (K) D 。 A B ( ) Sistema soluto/solvente T (K) D 。 A B ( )
acetona/ 298,15 1,70 ácido acético/acetona 298 3,31
argônio/ 298,15 3,63 ácido benzóico/acetona 298 2,62
benzeno/ 298,15 1,54 ácido acético/benzeno 298 2,09
ciclohexano/ 298,15 1,27 etanol/benzeno 280,6 1,77
etano/ 298,15 2,36 etanol/benzeno 298 3,82
etanol/ 298,15 1,95 naftaleno/benzeno 280,6 1,19
heptano/ 298,15 1,13 /benzeno 298 1,92
hexano/ 298,15 1,49 acetona/clorofórmio 288 2,36
isoctano/ 298,15 1,34 benzeno/clorofórmio 288 2,51
metano/ 298,15 2,97 etanol/clorofórmio 288 2,20
metanol/ 298,15 2,61 acetona/tolueno 293 2,93
nitrogênio/ 298,15 3,54 ácido acético/tolueno 298 2,26
oxigênio/ 298,15 3,77 ácido benzóico/tolueno 293 1,74
pentano/ 298,15 1,57 etanol/tolueno 288 3,00
tolueno/ 298,15 1,40 água/anilina 293 0,70
argônio/hexano 298,15 8,50 água/etanol 298 1,132
metano/hexano 298,15 8,69 água/etileno glicol 293 0,18
etano/hexano 298,15 5,79 água/glicerol 298 0,0083
pentano/hexano 298,15 4,59 água/n-propanol 288 0,87
ciclohexano/hexano 298,15 3,77 /água 298 4,8
heptano/hexano 298,15 3,78 /água 298 2,41
isoctano/hexano 298,15 3,38 /água 298 3,47
benzeno/hexano 298,15 4,64 amônia/água 298 1,64
tolueno/hexano 298,15 4,21 benzeno/água 298 1,02
acetona/hexano 298,15 5,26 etanol/água 298 0,84
/hexano 298,15 3,70 metanol/água 298 0,84
Fonte: Oliveira, J. V. e Krishnaswamy, Anais do IX COBEQ, Salvador, 1992.
Fontes: Hines, A. L. and Maddox, R. N. Mass Transfer: Fundamentals and Applications, New Jersey, Prentice-Hall, 1985; e Cussler, E. L. Diffusion: Mass Transfer in Fluid Systems, Cambridge, Cambridge University Press, 1984.

Passo 1

O enunciado pede o coeficiente de difusão mútuo DAB para a mistura hexano (espécie A) / CCl4 (espécie B) a 25^circC e xA=0,43. O conteúdo é difusão binária em líquidos e usaremos a correlação de Wilke para sistemas concentrados, que, em solução ideal, se escreve:
1DAB ;=;xADAB,infty ;+;xBDBA,infty,
onde DAB,infty é o coeficiente de difusão de A em B à diluição infinita e DBA,infty o de B em A à diluição infinita.

Passo 2

Da Tabela 1.6, à 298,15 K:
DAB,infty ;=;Dhexano em CCl4 ;=;1,49times10^-5,cm^2/s,
DBA,infty ;=;DCCl4,em hexano ;=;3,70times10^-5,cm^2/s
As frações molares são xA=0,43 e xB=1-0,43=0,57.

Passo 3

Substituindo na correlação de Wilke e calculando 1/DAB:
1DAB =0,431,49times10^-5 +0,573,70times10^-5 =2,89times10^4+1,54times10^4 =4,43times10^4;l(s/cm^2r)

Passo 4

Invertendo para obter DAB:
DAB =14,43times10^4 =2,26times10^-5,cm^2/s

Resposta

DABapprox2,26times10^-5,cm^2/s

Exercícios relacionados