Determinação da difusividade de solventes voláteis através do ar estagnado

         UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS[pic 1][pic 2]

    INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

   Curso de Engenharia de Alimentos

Disciplina: Laboratório de Operações Unitárias e Fenômenos de Transporte

Determinação da difusividade de solventes voláteis através do ar estagnado

Discentes:  Ana Carolina Rocha Santos 2013

Camila Carolina de Sousa Silva 2013010995

Kessia Lenis Vieira Costa 201301169

Patty Vieira 2013

Thays Carolyne Ramos Nascimento 2015436442

MONTES CLAROS – MG

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Introdução

A difusão representa o transporte em nível molecular entre uma região de concentração elevada para outra região de concentração baixa (INCROPERA, DE WITT, 2003). Segundo INCROPERA et. al, o transporte difusivo fundamenta-se em aspectos relacionados com soluto e solvente,   temperatura, pressão e potencial químico, entre outros. A grandeza que mede a intensidade da transferência de massa por difusão é o coeficiente de difusão, também chamado de difusividade mássica.

O coeficiente de difusão é um valor que representa a facilidade com que cada soluto em particular se move em um solvente determinado, que depende da pressão, temperatura e composição do sistema. Existem vários métodos para a determinação do coeficiente de difusão mássica na literatura. Um desses métodos permite estudar a difusão do vapor de um líquido volátil no ar. Dispõe-se de um tubo delgado de alguns centímetros de comprimento e enche- se esse tubo com um líquido volátil tal como: éter, acetona ou tetracloreto de carbono. À medida que o líquido evapora, desce o nível da coluna de líquido. O experimento consiste em medir a distância h entre o extremo superior do tubo e a parte inferior do menisco em função do tempo t. A partir da inclinação da reta, obtém o coeficiente de difusão D. O objetivo da aula prática foi determinar o coeficiente de difusão dos solventes: acetona e ácido butírico.

METODOLOGIA EXPERIMENTAL

Materiais empregados:

Utilizaram-se os seguintes materiais para a realização do experimento:

• Álcool butílico;
• Acetona;
• Béquer (transferência do líquido);
• Provetas graduadas de pequeno diâmetro: (5 a 10 cm vazias);
• Régua graduada

Metodologia aplicada

        Para a determinação da difusividade dos gases utilizou-se o seguinte módulo experimental:

        Primeiramente mediu-se a altura do tubo, posteriormente seguiu-se com o preenchimento de álcool butílico, utilizando o béquer, sem completar o volume. Realizou-se a medida da posição inicial, e verificou-se a altura da coluna de líquido em horários pré-determinados, ao longo de 14 horas. Repetiu-se o mesmo processo para o Acetona. Por fim, foram realizados os cálculos para análise dos resultados.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Apresentação dos dados experimentais.

Com os dados experimentais coletados durante a prática, montou-se Tabela 1, contendo o intervalo de horas da coleta e altura do fluido na coluna. Na Tabela 2 apresentou-se as constantes usadas para realização dos cálculos.

Tabela 1 – Variação no nível dos líquidos acetona e álcool butílico entre a borda da proveta e a interface do solvente nos respectivos tempos.

Tempo (horas)	Altura Proveta com Acetona (m)	Altura Proveta com Álcool Butílico (m)
0	0,082	0,095
1	0,081	0,095
2	0,079	0,094
5	0,078	0,094
6	0,077	0,094
7	0,076	0,094
8	0,075	0,094
9	0,074	0,094
10	0,073	0,094
11	0,072	0,094
12	0,071	0,094
13	0,069	0,093
14	0,068	0,093

Fonte: Elaborada pelos autores

Tabela 2 – Constantes e dados utilizados no experimento.

Constantes da Equação de Antoine	Acetona	Alcool Butílico
A	7,1327	7,92484
B	1219,97	1617,52
C	230,653	203,296
Massa molar	58,08g/mol	74,12 g/mol
Massa específica	790kg/m³	810 Kg/m³
Constante universal dos Gases (R)	8,314kPa.m³/mol.K
Pressão atmosférica	101,325 kPa
Temperatura ambiente	30oC