8/16/2019 Exp. 2 - Difusão Dos Gases

1/7

EXPERIMENTO Nº 02

DIFUSÃO DE GASES

  TÓPICOS IMPORTANTES:

1- Conceito de difusão

2- Teoria Cinética

3-  Lei de Graham

1. INTRODUÇÃO

1.1Conc!"o # #!$%&'o

Podemos definir difusão como sendo um processo de transporte, onde há a

migração da matéria ao longo de uma gradiente diferença! de concentração" #m

outras pala$ras, a difusão é conhecida como a tend%ncia &ue as moléculas

apresentam de migrar de uma região de concentração ele$ada para outra região de

concentração 'ai(a" ) processo fundamenta-se em aspectos relacionados com

soluto e sol$ente, temperatura, pressão, potencial &u*mico, etc" ) mo$imento

'ro+niano das moléculas garante &ue o sistema passe de um estado inicial,

certamente não em e&uil*'rio, para um estado final de energia li$re m*nima e

entropia má(ima e, portanto, em e&uil*'rio" difusão pode ser $ista como um

processo no &ual a concentração tende a se igualar em todos os pontos do sistema

com o passar do tempo, ou sea, a difusão é um processo no &ual a diferença de

concentração é redu.ida atra$és de um flu(o espont/neo da matéria"

  e(peri%ncia nos demonstra &ue &uando a'rimos um frasco de perfume ou

de &ual&uer outro l*&uido $olátil, podemos sentir rapidamente em um recinto

fechado" 0i.emos &ue as moléculas do l*&uido depois de e$aporar-se se difundem

pelo ar, distri'uindo-se em todo o espaço circundante" ) mesmo ocorre se

colocarmos um pouco de açcar em um $aso de água, as moléculas de sacarose se

difundem por toda a água"

ea 3 o flu(o de part*culas, ou sea, o nmero efeti$o de part*culas &ue

8/16/2019 Exp. 2 - Difusão Dos Gases

2/7

atra$essam na unidade de tempo uma área unitária perpendicular a direção na &ual

se tem lugar a difusão" 14 lei de 5ic6 afirma &ue este flu(o é proporcional ao

gradiente de concentração7

 

c J D

 x

∂  = −   ÷∂   1!

  constante de proporcionalidade é denominada coeficiente de difusão D e é

caracter*stico tanto do soluto como do meio no &ual se dissol$e" ) sinal negati$o da

e&uação significa &ue a difusão ocorre na direção de diminuição da concentração do

difusante"

1.2D!$%&'o # G(&&

8m )*& é um dos estados da matéria, não tem forma e $olume definidos, e

consiste em uma coleção de part*culas moléculas, átomos, *ons, etc"! cuos

mo$imentos são apro(imadamente aleat9rios"

8ma das propriedades f*sicas mais importantes de um gás é sua ha'ilidade em

preencher uniformemente todo o espaço onde é confinado" #sta'elecido uma

comunicação entre dois $asos contendo gases diferentes, decorrido certo inter$alo

de tempo, esses gases aca'am se misturando nos dois recipientes, conforme 5igura

a'ai(o"

8ma o'ser$ação deste tipo foi registrada por 0alton 1:;1! ao esta'elecer 

comunicação por um longo tu'o $ertical entre um frasco cheio com gás car' depois de

http://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_da_mat%C3%A9riahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Donhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Donhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_da_mat%C3%A9ria

8/16/2019 Exp. 2 - Difusão Dos Gases

3/7

algumas horas constatou &ue os gases ha$iam se misturado uniformemente nos

dois frascos" #sse fen

8/16/2019 Exp. 2 - Difusão Dos Gases

4/7

  $elocidade de efusão de um gás é in$ersamente proporcional ? rai.

&uadrada de sua densidade ou de sua massa molar"

V efusão ≈

√  1

 M  (6)

  $elocidade de efusão é in$ersamente proporcional ao tempo &ue uma dada

&uantidade de gás re&uer para escapar"

t efusã o ≈ √  M (7)

Para gases e A temos &ue7

t  At B

=√  M  A

√  M B(8)

  simples e(pressão acima e(plica por&ue plantas de separação de is9topo

usada para enri&uecer ur/nio para reator nuclear são tão grandes" Geração de

energia nuclear depende da ha'ilidade de separar ur/nio-2DF a partir do ur/nio 2D:,

mais a'undante" 8m processo usa uma série de reaçes para con$erter o ur/nio em

um s9lido $olátil, he(afluoreto de ur/nio" ) $apor de 85H e(perimenta então a efusão

atra$és de uma série de 'arreiras porosas" s moléculas de 85H contendo ur/nio-

2DF, &ue é mais le$e &ue a&uelas contendo ur/nio-2D:, e(perimentam a efusão

mais rapidamente podendo assim ser separado do resto" #ntretanto, a ra.ão entre otempo &ue a mesma &uantidade de 2DF85H e 2D:85H re&uerido para efusão é

somente 1,;;, assim uma separação muito pe&uena ocorre" Para melhorar a

separação, o $apor é passado atra$és de $ários estágios de efusão,

REAGENTES U/MICOS

• =Cl ácido clor*drico concentrado

• I=)= hidr9(ido de am

8/16/2019 Exp. 2 - Difusão Dos Gases

5/7

• Pipetas graduadas"

MTODO

1! @onte o es&uema da figura a'ai(o, o &ual consiste em um tu'o de $idro limpo

e seco, onde estão adaptadas duas rolhas, identificadas com o produto &u*mico

&ue será utili.ado"

2! etirem as rolhas e colo&ue uma me(a de algodão em cada uma delas parede

porosa!"

D! #m'e'a cada rolha, segundo suas identificaçes" Por #(" rolha ! com

hidr9(ido de am

8/16/2019 Exp. 2 - Difusão Dos Gases

6/7

DADOS

Temperatura m'iente NNNNNNNNNNNNNN 

UADRO DE ANOTAÇÃO EXPERIMENTA

Tempo para formação

do anel

t1 O

 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN 

t2 O

⟨ t ⟩  O

0ist/ncia percorrida

pelo Gás I=D

d1 O

 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN 

d2 O

⟨ d ⟩ NH 3

O

0ist/ncia percorrida

pelo gás =Cl

d1 O

 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN 

 N 

d2 O

⟨d ⟩ HCl  O

APICAÇÃO DOS RESUTADOS EXPERIMENTAIS

1! Calcule a $elocidade de difusão dos gases I=D e =Cl"

2! Conhecendo-se as $elocidades de difusão dos gases do *tem anterior e as

$elocidades de difusão da Ta'ela a'ai(o, construa os gráficos7

a! $elocidade ( massa molar 

'! log$! ( log massa molar!

G(&& 4oc!#(# # D!$%&'o

c,5100 &)

8/16/2019 Exp. 2 - Difusão Dos Gases

7/7

2 D1

22

N2 :,D

C42 F,2

D! #scre$a a reação da e(peri%ncia" 0e &ue é formado o anel 'ranco &ue se

formou e o &ue significa o seu aparecimento"

! Compare os dados o'tidos pela lei de Graham com os te9ricos"

F! 3ustifi&ue os gráficos"

REFER6NCIAS

 TMI, P" Q"> 5RMC) B8R@MC, $"2> :"ed" io de 3aneiro, LTC, 2;;:"

 TMI, P" Q" e 3)I#, L"> PMICRPM) 0# B8R@MC7 &uestionando a $ida

moderna e o meio am'iente, D"ed" Porto legre, Aoo6man, 2;;H"

)TS, 3" C" e T#MC=#L, P"> B8R@MC # #U# B8R@MC, $"1> io de

3aneiro, LTC, 1VV:"L#M 0# G=@ 0# 0M58W) # #58W) - estimati$a da densidade do di9(ido de

car'ono C)2!, 0ispon*$el em7 http7XX+++2"fc"unesp"'rXl$&Xe(p;"htm" cessado em7

1HX;:X2;1;"

0M58W)7 L#M 0# 5MC" 0ispon*$el em7

http7XX+++"fisica"ufs"'rXCorpo0ocenteXegsantanaXtransporteXdifusionXdifusion"htm"

 cessado em7 1HX;:X2;1;"

http://www2.fc.unesp.br/lvq/exp04.htmhttp://www.fisica.ufs.br/CorpoDocente/egsantana/transporte/difusion/difusion.htmhttp://www2.fc.unesp.br/lvq/exp04.htmhttp://www.fisica.ufs.br/CorpoDocente/egsantana/transporte/difusion/difusion.htm