TRANSFERÊNCIA DE MASSA E QUANTIDADE DE MOVIMENTO COEFICIENTE DE DIFUSÃO EM LÍQUIDOS
Por: isabelgerke • 21/11/2018 • Seminário • 688 Palavras (3 Páginas) • 456 Visualizações
TRANSFERÊNCIA DE MASSA E QUANTIDADE DE MOVIMENTO
COEFICIENTE DE DIFUSÃO EM LÍQUIDOS
[pic 1]
INTRODUÇÃO
[pic 2]
Diferença de concentração
Transferência de massa Fluxo de massa:
[pic 3]
Difusão molecular de massa
[pic 4][pic 5][pic 6]
DIFUSÃO EM LÍQUIDOS
A difusão é um mecanismo que indica
como um composto (soluto) se movimenta
dentro de um meio (solvente)
(interações moleculares)
DIFUSÃO EM LÍQUIDOS
A difusão molecular em líquidos está presente em
processos físicos e químicos que envolvem transferência
de massa como:
- Reações químicas
- Processos biológicos
- Transporte de nutrientes e metabólitos nos seres vivos
- Separação de compostos por técnicas cromatográficas
DIFUSÃO EM LÍQUIDOS
No caso de líquidos, a interpretação do mecanismo de
sua difusão em um meio é complexa. Não há uma teoria,
como ocorre na difusão em meio gasoso, que abrange todas as suas particularidades.
O grande empecilho é a definição das estruturas moleculares do soluto e do solvente, que estão relacionadas com as forças intermoleculares do fenômeno difusivo.
DIFUSÃO EM LÍQUIDOS
As moléculas podem se difundir como:
[pic 7]
Não-eletrólitos
Não se decompõe
em íons
Difusão: molécula-
soluto no meio
Ex: sacarose
Eletrólitos
Substância que se decompõe em íons
Difusão: íons como “moléculas” independentes
Ex: sais (NaCl, KCl)
COEFICIENTE DE DIFUSÃO
Coeficiente de difusão ou difusividade de massa:
Valor que representa a facilidade com que cada soluto em
particular se move em um solvente determinado
Depende de:
•Tamanho e forma do soluto
•Viscosidade do solvente
•Temperatura
[pic 8]
Quanto maior a difusividade (de uma substância em relação à outra), mais rápido elas difundem-se uma na outra
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE
DIFUSÃO
Principais técnicas para determinação dos coeficientes de difusão em líquidos:
[pic 9]
Técnica interferométrica de Gouy Célula de diafragma
Espectroscopia de RMN com eco de spin Método de dispersão de Taylor
TÉCNICA INTERFEROMÉTRICA DE
GOUY
- Mede o gradiente do índice de refração entre duas soluções que difundem uma na outra
- Simples de construir, muito confiável, mais desenvolvido entre outro interferômetros, alta precisão (0,1%)
[pic 10]
CÉLULA DE DIAFRAGMA
- Método baseado na difusão através de uma membrana porosa
- Barato para construir, robusto o suficiente, precisão de 0,2 %
- Dois volumes homogêneos (agitação) são separados por uma fina barreira porosa (diafragma)
CÉLULA DE DIAFRAGMA
[pic 11]
Compartimentos preenchidos com soluções de [ ] conhecidas;
Após o tempo do experimento, as [ ] são determinadas e o coeficiente de difusão calculado por:
[pic 12]
DIFUSIVIDADE
Solução diluída | Solução concentrada | |
[pic 13]
Não eletrólitos Eletrólitos
“em líquidos”
[pic 14]
DIFUSIVIDADE EM LÍQUIDOS
- Análise hidrodinâmica do fenômeno de difusão:
- O coeficiente de difusão de uma partícula em um líquido depende:
– tamanho da entidade que difunde
– resistência do líquido à difusão (viscosidade)
DIFUSIVIDADE EM LÍQUIDOS
- Para o caso do escoamento de uma partícula esférica em um líquido, estes fatores são considerados na relação de Stokes-Einstein:
D = | kT |
Cπηr | |
[pic 15]
K – constante de Boltzmann
T – temperatura
C – constante relacionada à fricção da partícula com o líquido
- - viscosidade
r – raio da partícula difusora
DIFUSIVIDADE EM LÍQUIDOS
- equação de Stokes-Einstein serve de ponto de partida para diversas correlações, das quais algumas serão descritas a seguir.
DIFUSIVIDADE EM LÍQUIDOS
Não eletrólitos em soluções líquidas diluídas:
- Correlações que utilizam o volume molar a T:
Scheibel, Wilke e Chang (1955), Reddy e Doraiswamy (1967), Lusis e Ratcliff (1968), Hayduk e Minhas (1982), Siddiqi e Lucas (1986)
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