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Difusividades em sistemas binários
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Adriano Silva Matheus
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Difusividades em sistemas binários
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Tabela 1: Difusividades
Mássicas em Sistemas Binários Gasosos Sistema T (K) DABP (cm2 atm/s) DABP (m2 Pa/s) Ar Amônia Anilina Benzeno Bromo Dióxido de Carbono Disulfito de Carbono Cloro Difenila Acetato de Etila Etanol Éter Etílico Iodo Metanol Mercúrio Naftaleno Nitrobenzeno n-Octano Oxigênio Acetato de Propila Dióxido de Enxofre Tolueno Água 273 298 298 293 273 273 273 491 273 298 293 298 298 614 298 298 298 273 315 273 298 298 0,198 0,0726 0,0962 0,091 0,136 0,0883 0,124 0,160 0,0709 0,132 0,0896 0,0834 0,162 0,473 0,0611 0,0868 0,0602 0,175 0,092 0,122 0,0844 0,260 2,006 0,735 0,974 0,923 1,378 0,894 1,256 1,621 0,718 1,337 0,908 0,845 1,641 4,791 0,619 0,879 0,610 1,773 0,932 1,236 0,855 2,634 Amônia Etileno 293 0,177 1,793 Argônio Neônio 293 0,329 3,333 Dióxido de Carbono Benzeno Disulfeto de Carbono Acetato de Etila Etanol Éter Etílico Hidrogênio Metano 318 318 319 273 273 273 273 0,0715 0,0715 0,0666 0,0693 0,0541 0,550 0,153 0,724 0,724 0,675 0,702 0,548 5,572 1,550 Sistema T (K) DABP (cm2 atm/s) DABP (m2 Pa/s) Dióxido de Carbono Metanol Nitrogênio Óxido Nitroso Propano Água 298,6 298 298 298 298 0,105 0,165 0,117 0,0863 0,164 1,064 1,672 1,185 0,874 1,661 Monóxido de Carbono Etileno Hidrogênio Nitrogênio Oxigênio 273 273 288 273 0,151 0,651 0,192 0,185 1,530 6,595 1,945 1,874 Hélio Argônio Benzeno Etanol Hidrogênio Neônio Água 273 298 298 293 293 298 0,641 0,384 0,494 1,64 1,23 0,908 6,493 3,890 5,004 16,613 12,460 9,198 Hidrogênio Amônia Argônio Benzeno Etano Metano Oxigênio Água 293 293 273 273 273 273 293 0,849 0,770 0,317 0,439 0,625 0,697 0,850 8,600 7,800 3,211 4,447 6,331 7,061 8,611 Nitrogênio Amônia Etileno Hidrogênio Iodo Oxigênio 293 298 298 273 273 0,241 0,163 0,743 0,070 0,181 2,441 1,651 7,527 0,709 1,834 Oxigênio Amônia Benzeno Etileno 293 296 293 0,253 0,0939 0,182 2,563 0,951 1,844 Tabela 2: Difusividades Mássicas em Sistemas Binários Líquidos Soluto A Solvente B T (K) Concentração (gmol/L) Difusividade (cm2 /s x 105 ) Cloro Água 289 0,12 1,26 Cloreto de Hidrogênio Água 273 273 283 283 289 9 2 9 2,5 0,5 2,7 1,8 3,3 2,5 2,44 Amônia Água 278 288 3,5 1,0 1,24 1,77 Dióxido de Carbono Água 283 293 0 0 1,46 1,77 Dióxido de Carbono Etanol 290 0 3,2 Metanol Água 288 0 1,28 Soluto A Solvente B T (K) Concentração (gmol/L) Difusividade (cm2 /s x 105 ) Cloreto de Sódio Água 291 291 291 291 291 0,05 0,2 1,0 3,0 5,4 1,26 1,21 1,24 1,36 1,54 Ácido Acético Água 285,5 285,5 291 1,0 0,01 1,0 0,82 0,91 0,96 Etanol Água 283 283 289 3,75 0,05 2,0 0,50 0,83 0,90 n-Butanol Água 288 0 0,77 Clorofórmio Etanol 293 2,0 1,25
2.
Tabela 3: Difusividades
Mássicas em Sólidos Soluto Sólido T (K) Difusividade (cm2 /s) Difusividade (ft2 /h) Hélio Pyrex 293 773 4,49.10-11 2,00.10-8 1,74.10-10 7,76.10-8 Hidrogênio Níquel 358 438 1,16.10-8 1,05.10-7 4,5.10-8 4,07.10-7 Bismuto Chumbo 293 1,10.10-16 4,27.10-16 Mercúrio Chumbo 293 2,50.10-15 9,7.10-15 Antimônio Prata 293 3,51.10-21 1,36.10-20 Alumínio Cobre 293 1,30.10-30 5,04.10-30 Cádmio Cobre 293 2,71.10-15 1,05.10-14 Tabela 5: Volumes Moleculares no Ponto de Ebulição para Alguns Compostos Comumente Encontrados Composto Volume Molecular (cm3 /gmol) H2 14,3 O2 25,6 N2 31,2 Ar Atmosférico 29,9 CO 30,7 CO2 34,0 COS 51,5 SO2 44,8 NO 23,6 N2O 36,4 NH3 25,8 H2O 18,9 H2S 32,9 Br2 53,2 Cl2 48,4 I2 71,5 Tabela 4: Volumes Atômicos de Difusão para uso na Estimativa da Difusividade pelo Método de Füller, Schettler e Giddings Volumes Atômicos e Estruturais de Difusão, v C 16,5 Cl 19,5 H 1,98 S 17,0 O 5,48 Anel Aromático -20,2 N 5,69 Anel Heterocíclico -20,2 Volumes de Difusão para Moléculas Simples, v H2 7,07 Ar 16,1 H2O 12,7 D2 6,70 Kr 22,8 CClF2 114,8 He 2,88 CO 18,9 SF6 69,7 N2 17,9 CO2 26,9 Cl2 37,7 O2 16,6 N2O 35,9 Br2 67,2 Ar Atmosférico 20,1 NH3 14,9 SO2 41,1 Tabela 6: Volumes Atômicos para Volumes Moleculares Complexos de Substâncias Simples Elemento Volume Atômico (cm3 /gmol) Bromo 27,0 Carbono 14,8 Cloro 21,6 Hidrogênio 3,7 Iodo 37,0 Nitrogênio, em liga dupla 15,6 Nitrogênio, em aminas primárias 10,5 Nitrogênio, em aminas secundárias 12,0 Oxigênio, exceto como citado abaixo 7,4 Oxigênio, em ésteres metílicos 9,1 Oxigênio, em éteres metílicos 9,9 Oxigênio, em éteres maiores e outros ésteres 11,0 Oxigênio, em ácidos 12,0 Enxofre 25,6 Tabela 7: Constantes de Força de Lennard-Jonnes, Calculadas a Partir de Valores de Viscosidade Composto Fórmula εA/κ (K) σ (Å) Acetileno C2H2 185 4,221 Ar 97 3,617 Argônio Ar 124 3,18 Arsênio AsH3 281 4,06 Benzeno C6H6 440 5,270 Bromo Br2 520 4,268 i-Butano C4H10 313 5,341 n-Butano C4H10 410 4,997 Dióxido de Carbono CO2 190 3,996 Disulteto de Carbono CS2 488 4,438 Monóxido de Carbono CO 110 3,590 Tetracloreto de Carbono CCl4 327 5,881 Sulfeto de Carbonila COS 335 4,13 Cloro Cl2 357 4,115 Clorofórmio CHCl3 327 5,430 Cianogênio C2N2 339 4,38 Ciclohexano C6H12 324 6,093 Etano C2H6 230 4,418 Etanol C2H5OH 391 4,455 Etileno C2H6 205 4,232 Flúor F2 112 3,653 Hélio He 10,22 2,576 n-Heptano C7H16 282 8,88 Composto Fórmula εA/κ (K) σ (Å) n-Hexano C6H14 413 5,909 Hidrogênio H2 33,3 2,968 Cloreto de Hidrogênio HCl 360 3,305 Iodeto de Hidrogênio HI 324 4,123 Iodo I2 550 4,892 Kriptônio Kr 190 3,60 Metano CH4 136,5 3,822 Metanol CH3OH 507 3,585 Cloreto de Metileno CH2Cl2 406 4,759 Cloreto de Metila CH3Cl 855 3,375 Iodeto de Mercúrio HgI2 691 5,625 Mercúrio Hg 851 2,898 Neônio Ne 35,7 2,789 Óxido Nítrico NO 119 3,470 Nitrogênio N2 91,5 3,681 Óxido Nitroso N2O 220 3,879 n-Nonano C9H20 240 8,448 n-Octano C8H18 320 7,451 Oxigênio O2 113 3,433 n-Pentano C5H12 345 5,769 Propano C3H8 254 5,061 Dióxido de Enxofre SO2 252 4,290 Água H2O 356 2,649 Xenônio Xe 229 4,055
3.
Tabela 8: Integrais
de Colisão, Ωµ e ΩD, Baseadas no Potencial de Lennard-Jones κT/ε Ωµ = Ωk (para viscosidade e condutividade térmica) ΩD (para difusividade mássica) 0,30 2,785 2,662 0,35 2,628 2,476 0,40 2,492 2,318 0,45 2,368 2,184 0,50 2,257 2,066 0,55 2,156 1,966 0,60 2,065 1,877 0,65 1,982 1,798 0,70 1,908 1,729 0,75 1,841 1,667 0,80 1,780 1,612 0,85 1,725 1,562 0,90 1,675 1,517 0,95 1,629 1,476 1,00 1,587 1,439 1,05 1,549 1,406 1,10 1,514 1,375 1,15 1,482 1,346 1,20 1,452 1,320 1,25 1,424 1,296 1,30 1,399 1,273 1,35 1,375 1,253 1,40 1,353 1,233 1,45 1,333 1,215 1,50 1,314 1,198 1,55 1,296 1,182 1,60 1,279 1,167 1,65 1,264 1,153 1,70 1,248 1,140 1,75 1,234 1,128 1,80 1,221 1,116 1,85 1,209 1,105 1,90 1,197 1,094 1,95 1,186 1,084 2,00 1,175 1,075 2,10 1,156 1,057 2,20 1,138 1,041 2,30 1,122 1,026 2,40 1,107 1,012 κT/ε Ωµ = Ωk (para viscosidade e condutividade térmica) ΩD (para difusividade mássica) 2,50 1,093 0,9996 2,60 1,081 0,9878 2,70 1,069 0,9770 2,80 1,058 0,9672 2,90 1,048 0,9576 3,00 1,039 0,9490 3,10 1,030 0,9406 3,20 1,022 0,9328 3,30 1,014 0,9256 3,40 1,007 0,9186 3,50 0,9999 0,9120 3,60 0,9932 0,9058 3,70 0,9870 0,8998 3,80 0,9811 0,8942 3,90 0,9755 0,8888 4,00 0,9700 0,8836 4,10 0,9649 0,8788 4,20 0,9600 0,8740 4,30 0,9553 0,8694 4,40 0,9507 0,8652 4,50 0,9464 0,8610 4,60 0,9422 0,8568 4,70 0,9382 0,8530 4,80 0,9343 0,8492 4,90 0,9305 0,8456 5,0 0,9269 0,8422 6,0 0,8963 0,8124 7,0 0,8727 0,7896 8,0 0,8538 0,7712 9,0 0,8379 0,7556 10,0 0,8242 0,7424 20,0 0,7432 0,6640 30,0 0,7005 0,6232 40,0 0,6718 0,5960 50,0 0,6504 0,5756 60,0 0,6335 0,5596 70,0 0,6194 0,5464 80,0 0,6076 0,5352 90,0 0,5973 0,5256 100,0 0,5882 0,5170
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