Relatório Experiência de Stefan

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-
REI 
Engenharia Química 
Laboratório de Engenharia Química III 
 
 
Determinação do coeficiente de difusão mássica – Experiência de 
Stefan 
 
Karina Takai, Marcela Magalhães, Nicole Moura, Thalyta Fonseca. 
 
Resumo 
RESUMO - O fenômeno de transferência de massa está presente em muitos processos industriais, sendo o fluxo mássico 
motivado pela diferença de concentração entre as substâncias envolvidas. O transporte de massa pelo mecanismo de difusão é 
avaliado pelo cálculo do coeficiente de difusividade. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar o coeficiente de difusão 
mássico (DAB) da acetona e do éter etílico no ar pelo método da célula de Stefan, sem reação química e em condições de regime 
pseudo-permanente. Com os resultados obtidos, observou-se que, os valores dos coeficientes de difusão encontrados 
experimentalmente e utilizando as correlações empíricas de Fuller e Hischfelder para comparações, foram discrepantes, este 
fato, pode ser explicado pela grande variabilidade da temperatura durantes as coletas dos dados, assim como a falta de pontos 
de coleta dos parâmetros, gerando, portanto, um grande erro experimental. Com os cálculos do DAB, também foi possível 
avaliar que ouve grande diferença entre a difusividade do éter e da acetona, isso porque se trata de análise de compostos 
distintos, sendo que cada substância apresenta uma difusividade mássica diferente quando submetidas as mesmas condições 
de pressão e temperatura. 
 
Palavras-chave: coeficiente de difusividade, célula de stefan, difusão mássica. 
 
Introdução 
 
Transferência de massa é o transporte de um 
componente de uma região de alta concentração para outra 
de baixa concentração, de modo a minimizar as diferenças 
de concentração no sistema. Com destaque para a natureza 
do termo concentração, sendo este definido como a 
quantidade (molar ou mássica) de substância por unidade 
de volume (1). 
 
A transferência de massa pode ocorrer pelo mecanismo 
de difusão molecular ou de convecção. O conhecimento 
sobre os mecanismos de transferência de massa, em 
especial sobre a difusão, é de extrema importância na 
indústria, visto que diversos processos envolvem 
gradientes de concentração. Uma das grandezas que 
caracteriza a transferência de massa por difusão molecular 
é a difusividade mássica, DAB, que pode ser entendida, 
como a velocidade com a qual uma espécie se difunde na 
outra (1). 
A difusividade mássica difere para cada espécie 
química, quando submetidas às mesmas condições de 
temperatura e pressão. Porém, se forem alteradas 
constantemente as condições de temperatura e pressão que 
uma espécie química está submetida, variações em sua 
difusividade mássica serão observadas (1). 
A determinação do coeficiente de difusividade pode ser 
realizada por meio do Experimento de Stefan, o qual 
consiste em preencher um tubo capilar (diâmetro muito 
inferior ao comprimento) com um líquido volátil puro (A) 
com orientação unidimensional (direção axial) e fixar o 
mesmo, verticalmente, num local onde haja constante 
renovação de ar (B) e a temperatura possa ser considerada 
constante (2). 
O presente trabalho objetiva determinar o coeficiente de 
difusão mássico (DAB) da acetona (C3H6O) e do éter etílico 
(C4H10O), utilizando o experimento da célula de Stefan 
sem reação química em condições de regime pseudo-
permanente, por meio de um filme estagnado. 
Experimental 
 
Para a parte experimental, utilizou-se células de Stefan, 
constituídas de tubos de vidros graduados para analisar a 
Laboratório de Engenharia Química III – 2º semestre/2018 2 
diferença de altura dos líquidos com o passar do tempo. Os 
líquidos analisados na prática para o cálculo de coeficiente 
de difusão foi a acetona (C3H6O) e o éter (C4H10O), 
reagentes indicados nas figuras 2 e 3, dessa forma, 
medições da altura dessa coluna de vidro foram realizadas 
durante 3 dias. A cada coleta de dados, utilizou-se 
instrumentos de medição como barômetro e termômetro, 
na medição e averiguação da pressão e da temperatura 
(controle do experimento) e uma régua foi utilizada para 
medição das alturas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Células de Stefan utilizadas para determinação do 
coeficiente de difusão mássica da acetona e do éter etílico 
presente no Laboratório de Engenharia Química - UFSJ. 
 
 
 
 
Figura 2. Reagente acetona P.A. presente no Laboratório de 
Engenharia Química – UFSJ. 
 
 
 
 
Figura 3. Reagente éter etílico (dietílico) P.A. presente no 
Laboratório de Engenharia Química – UFSJ. 
 
As leituras foram realizadas em 3 dias decorrentes, 
depois de iniciar o experimento, sendo que em cada dia era 
para serem feitas três medidas, contudo, devido à falta de 
energia que se obteve no Laboratório de Engenharia 
Química durante a realização da prática, algumas medidas 
não puderam ser feitas, já que o laboratório se encontrava 
fechado no horário de medição. Dessa forma, foram feitas 
6 medições no total. 
Resultados e Discussão 
 
As medições das alturas dos tubos de vidro graduados 
foram feitas em tempos espaçados de forma a coletar os 
dados de altura, pressão e temperatura para o cálculo de 
coeficiente de difusão. 
Para a determinação do coeficiente de difusão foi 
analisado as alturas da interfase dos líquidos, que variou de 
acordo com o tempo, a pressão e temperatura do 
experimento durante 3 dias, totalizando 6 medições 
dispostas na Tabela 1. 
 
Tabela 1. Dados coletados no experimento durante três 
dias consecutivos. 
Tempo 
(h) 
T (oC) 
Pressão 
(hPa) 
Altura da 
coluna de 
ar acetona 
(cm) 
Altura 
da 
coluna 
de ar 
éter 
(cm) 
0 26 868,9 14,2 7,9 
4 23 862,5 14,3 9 
16 23 870,6 14,4 11 
22 25 867,9 14,7 11,8 
28 23 862,5 15 12,9 
52 23,5 857,4 25 24,7 
 
Laboratório de Engenharia Química III – 2º semestre/2018 3 
Com os dados coletados de tempo e altura do sistema 
acetona – ar e éter – ar realizou-se a plotagem dos gráficos 
1 e 2. Após isso, calculou-se os coeficientes angulares das 
retas provindas do ajuste linear dos pontos medidos, sendo 
2,1659 para o éter e 0,5033 para a acetona. A pressão 
média foi de 0,8923 bar e a temperatura média de 23,9°C 
(297 K), valores utilizados posteriormente no cálculo do 
coeficiente de difusão mássica experimental (DAB). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4. Relação da altura versus tempo para o sistema 
acetona – ar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Relação da altura versus tempo para o sistema 
éter – ar. 
 
Observando os resultados gráficos, percebe-se que os 
coeficientes de correlação das equações das retas foram 
baixos devido ao espaçamento de tempo obtido em relação 
à última medição, podendo ter interferência direta no 
cálculo do coeficiente de difusão. 
 
Utilizando a equação da continuidade, observada na 
Equação 1: 
 
Equação 1: Equação da Continuidade. 
∇. �⃗� 𝐴 +
𝜕𝜌𝐴
𝜕𝑡
+ −𝑅𝐴 = 0 
Onde: 
𝐶𝐴: concentração da espécie; 
∇. �⃗� 𝐴: gradiente do fluxo molar nas direções X, Y e Z; 
𝑅𝐴: termo relacionado a reação química da espécie A. 
 
Tendo, por exemplo, um volume de controle com fluxo 
mássico na direção X, Y e Z, o gradiente é aberto em 
derivadas parciais dos fluxos em cada direção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6. Volume de controle diferencial [3]. 
 
Padronizando a acetona e o éter representados como 
componentes A e o ar como o componente B para as 
equações trabalhadas. 
Considerando o sistema binário, unidirecional em Z, 
desconsiderando o fenômeno de transporte nas demais 
direções, regime pseudo-permanente, meio não reacional e 
que a densidade dos líquidos e o DAB são constantes, a 
Equação 1 pode ser simplificada na Equação 2: 
 
Equação 2: Equação da continuidade aplicada as condições. 
𝜕𝑁𝐴,𝑧
𝜕𝑧
= 0 
 
Sendo o 𝑁𝐴,𝑧, fluxo molarde A na direção z, é expresso 
pela Equação 3: 
 
Equação 3: Fluxo molar de A na direção Z. 
𝑁𝐴,𝑧 = −𝑐. 𝐷𝐴𝐵 .
𝜕𝑦𝐴
𝜕𝑧
+ 𝑦𝐴 . (𝑁𝐴,𝑧 + 𝑁𝐵,𝑧) 
 
Fazendo a consideração de que o ar (B) está estagnado, 
NB nulo, a Equação 3 pode ser simplificada na Equação 4: 
 
Equação 4: Simplificação do fluxo molar de A na direção Z. 
𝑁𝐴,𝑍 = −
𝑐. 𝐷𝐴𝐵
1 − 𝑦𝐴
.
𝑑𝑦𝐴
𝑑𝑧
 
 
Onde: 
Laboratório de Engenharia Química III – 2º semestre/2018 4 
𝑦𝐴: fração molar da espécie A; 
C: concentração molar; 
𝐷𝐴𝐵: coeficiente de difusividade A em B. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7. Capilar semipreenchido por líquido puro com a 
existência de um filme gasoso estagnado avaliando a 
variação da altura do líquido em relação do tempo [3]. 
 
 
Substituindo a Equação 4 na 2 e considerando as 
densidades dos líquidos e DAB constantes, tem-se: 
 
Equação 5: Fluxo de A na direção Z abrindo em fração molar. 
𝜕
𝜕𝑧
(
1
1 − 𝑦𝐴
.
𝜕𝑦𝐴
𝜕𝑧
) = 0 
 
Fazendo-se uma dupla integração da Equação 5, obtém-
se a Equação 6: 
 
Equação 6: Equação do fluxo de A em forma de logaritmo. 
− ln(1 − 𝑦𝐴) = 𝑧. 𝐶1 + 𝐶2 
 
As constantes C1 e C2 são calculadas pelas condições de 
fronteira, onde Z = Z1 em t = t1 e Z = Z0 em t = t0. 
 
 
Equação 7: Fração molar de A em Z1. 
𝑦𝐴1 =
𝑃𝐴
𝑣𝑎𝑝
𝑃
 
 
Equação 8: Fração molar de A em Z0. 
 𝑦𝐴2 = 0 
 
Aplicando as condições de contorno, tem-se: 
 
Equação 9: Solução aplicando a condição de contorno para yA1. 
− 𝑙𝑛(1 − 𝑦𝐴1) = 𝑍1. 𝐶1 + 𝐶2 
 
Equação 10: Solução aplicando as condições de contorno para 
𝑦𝐴2. 
− 𝑙𝑛(1 − 𝑦𝐴2) = 𝑍2. 𝐶1 + 𝐶2 
 
Pela resolução do sistema acima, tem-se a Equação 12: 
 
Equação 11: Constante C1. 
𝐶1 =
1
𝑍1 − 𝑍2
. 𝑙𝑛 (
1 − 𝑦𝐴2
1 − 𝑦𝐴1
) 
 
 
 
A taxa de evaporação é dada pela Equação 12: 
 
Equação 12: Taxa de evaporação. 
𝑊𝐴 = 𝑁𝐴,𝑧 . 𝑆 =
𝑑
𝑑𝑡
(
𝑚𝐴
𝑀𝐴
) 
 
Onde: 
S: área da seção transversal; 
MA: massa molar da espécie A; 
mA: massa de ª 
 
Equação 13: Massa de A. 
𝑚𝐴 = 𝜌𝐴𝐿 . 𝑉 = 𝜌𝐴𝐿 . 𝑆. 𝑍 
 
Onde: 
 𝜌𝐴𝐿: densidade específica da espécie A em Z. 
 
Substituindo a Equação 13 em 12, tem-se: 
 
Equação 14: Fluxo de A em função da densidade. 
𝑁𝐴,𝑧. 𝑆 =
1
𝑀𝐴
.
𝑑(𝜌𝐴𝐿 . 𝑆. 𝑍)
𝑑𝑡
 
 𝑁𝐴,𝑧 =
𝜌𝐴𝐿
𝑀𝐴
.
𝑑𝑍
𝑑𝑡
 
 
Igualando as equações: 
 
𝑐. 𝐷𝐴𝐵 .
1
(𝑍2 − 𝑍1)
𝑙𝑛 (
1 − 𝑦𝐴2
1 − 𝑦𝐴1
) = 
𝜌𝐴𝐿
𝑀𝐴
.
𝑑𝑍
𝑑𝑡
 
 
Com a integração da equação, obtém-se a Equação 19: 
 
Equação 15: Integração da igualdade. 
𝑐. 𝐷𝐴𝐵 . 𝑀𝐴
𝜌𝐴𝐿
. 𝑙𝑛 (
1 − 𝑦𝐴2
1 − 𝑦𝐴1
) . 𝑡 = 
𝑍2
2
+ 𝐶3 
 
A constante C3 é calculada com a condição de contorno 
que em t = 0, Z = Z0. Assim: 
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Equação 16: Constante 𝐶3. 
𝐶3 = −
𝑍𝑜
2
2
 
 
A Equação 17 pode ser expressa pela substituição das 
constantes: 
 
Equação 17: Substituição das constantes encontradas. 
𝑍2 − 𝑍0
2
𝑡
=
2. 𝑃. 𝐷𝐴𝐵 . 𝑀𝐴
𝑅. 𝑇. 𝜌𝐴𝐿
. ln(
1
1 −
𝑃𝐴
𝑣𝑎𝑝
𝑃
) 
 
Rearranjando essas equações obtêm-se a equação do 
coeficiente de difusão presente na memória de cálculo. 
Os valores de coeficientes experimental, teórico e 
empírico estão presentes na Tabela 2 e calculado na última 
seção do artigo. 
 
Tabela 2. Porcentagem de erro em relação a literatura dos 
valores de DAB obtido com os valores calculados. 
Líquido Acetona Éter etílico 
Parâmetros 
DAB 
(cm²/s) 
Erro 
(%) 
DAB 
(cm²/s) 
Erro 
(%) 
Literatura 0,11 26,32 0,0896 16,65 
Experimental 0,2623 75,68 0,9250 760 
Teórico 0,1493 - 0,1075 - 
Fuller 0,1219 18,35 0,1032 4,0 
Hischfelder 0,1325 11,25 0,0987 8,18 
Conclusões 
O experimento de Stefan demonstrou um erro considerável 
do coeficiente de massa, já obteve grandes erro dos valores 
calculados, principalmente do éter. Esse erro pode estar 
atrelado aos pontos que não foram medidos devido a 
empecilhos do laboratório, já que percebeu-se que obteve-
se grandes valores de coeficiente angular das curvas. 
Portanto, os valores calculados obtiveram grande 
interferência do procedimento que não foi completo 
corretamente. 
Referências Bibliográficas 
 
[1]WELTY, J.R; WICKS, C.E; WILSON, 
R.E. Fundamentals of momentum, heat, and mass 
transfer. 5 Ed. New York: John Wiley e Sons, 1984. 
[2] R. E. Cunningham, R. J. J. William. Diffusion in Gases 
and Porous Media. New York: Plenum Press, 1980. 
[3] Gerônimo, Fenômenos de Transporte. Apostila USP. 
 
Memorial de Cálculo 
 
Cálculo de Dab experimental 
 
Através dos gráficos (altura² versus tempo) foi possível 
obter a equação da reta, assim foi encontrado o coeficiente 
angular de 10,044 para o éter e 7,6776 para a acetona. O 
valor da constante dos gases ideais utilizado, R, foi de 
83,14 bar.cm³/(mol.K). As densidades do éter dietílico e da 
acetona são 0,710 g/cm3 e 0,790 g/cm3, respectivamente. 
Já as massas molares são de 74,12 g/mol e 58,08 g/mol, 
respectivamente. 
 
Para realizar o cálculo do 𝐷𝐴𝐵 foi utilizado a seguinte 
relação: 
 
𝐷𝐴𝐵 =
𝛼. 𝑅. 𝑇. 𝜌𝐴𝐿
2. 𝑃.𝑀𝐴. ln(
1
1 −
𝑃𝐴
𝑣𝑎𝑝
𝑃
)
 
 
A pressão média do sistema é dada por: 
 
�̅� =
∑ 𝑃𝑖
𝑛
𝑖=1
𝑛
 
 
�̅� =
868,9 + 862,5 + 870,6 + 867,9 + 862,5 + 857,4
6
 
 
�̅� = 864,9 ℎ𝑃𝑎 = 0,8649 𝑏𝑎𝑟 
 
A temperatura média é dada por: 
 
�̅� =
26 + 23 + 23 + 25 + 23 + 23,5
6
 
 
�̅� = 23,9 = 297 𝐾 
 
A pressão de vapor, pode ser encontrada através da 
equação de Antoine: 
 
ln 𝑃𝑣𝑎𝑝(𝑘𝑃𝑎) = 𝐴 −
𝐵
𝑇(°C) + 𝐶
 
Os coeficientes do éter e acetona podem ser vistos na 
Tabela 3 a seguir. 
 
Tabela 3. Coeficientes para cálculo de pressão de vapor 
do éter e acetona 
Laboratório de Engenharia Química III – 2º semestre/2018 6 
Líquido A B C 
Éter 14,3145 2756,22 228,060 
Acetona 14,0735 2511,29 231,200 
 
Para o éter, temos: 
 
ln 𝑃𝑣𝑎𝑝(𝑘𝑃𝑎) = 14,3145 −
2756,22
23,9 + 228,060
 
𝑃𝑣𝑎𝑝 = 29,23 𝑘𝑃𝑎 = 0,2923 𝑏𝑎𝑟 
 
 Para acetona, temos: 
 
ln 𝑃𝑣𝑎𝑝(𝑘𝑃𝑎) = 14,0735 −
2511,29
23,9 + 231,200
 
𝑃𝑣𝑎𝑝 = 68,65 𝑘𝑃𝑎 = 0,6865 𝑏𝑎𝑟 
 
Logo, utilizando os dados acima apresentados, tem-se 
que o DAB para o éter é: 
 
𝐷𝐴𝐵 =
𝛼. 𝑅. 𝑇. 𝜌𝐴𝐿
2. 𝑃.𝑀𝐴. ln(
1
1 −
𝑃𝐴
𝑣𝑎𝑝
𝑃
)
 
 
𝐷𝐴𝐵
=
( 10,044cm2. h−1). (0,710 g. cm−3). (83,14 bar. cm3.mol−1. K−1). (297 K)
2. (0,8649 bar). (74,12 g.mol−1). 𝑙𝑛 (
1
1 − 0,2923 0,8649⁄
)
 
 
𝐷𝐴𝐵 = 3330,07 
𝑐𝑚²
ℎ
= 0,9250 
𝑐𝑚²
𝑠
 
 
 
Da mesma forma, para a acetona: 
 
𝐷𝐴𝐵 =
𝛼. 𝑅. 𝑇. 𝜌𝐴𝐿
2. 𝑃.𝑀𝐴. 𝑙𝑛 (
1
1 −
𝑃𝐴
𝑣𝑎𝑝
𝑃
)
 
𝐷𝐴𝐵
= 
( 7,6776 cm2. h−1). (0,79 g. cm−3). (83,14 bar. cm3.mol−1. K−1). (297 K)
2. (0,8649 bar). (58,08 g.mol−1). 𝑙𝑛 (
1
1 − 06865 0,8649⁄
)
 
 
 
𝐷𝐴𝐵944,34 
𝑐𝑚²
ℎ
= 0,2623 
𝑐𝑚²
𝑠
 
 
Cálculo de Dab teórico 
 
Para o cálculo do Dab teórico são necessários os valores 
dos coeficientes de difusividade dos mesmos, assim temos: 
- Éter dietílico: 0,0896 cm²/s a 1atm e 293 K 
- Acetona: 0,11 cm²/s a 1atm (1,01325 bar) e 273 K 
Através da correlação abaixo podemos determinar o 
valor na temperatura e pressão obtidos. 
 
𝐷𝐴𝐵 (𝑇𝑒𝑥𝑝,𝑃𝑒𝑥𝑝)
𝐷𝐴𝐵 (𝑇𝑡𝑒,𝑃𝑡𝑒)
= (
𝑃𝑡𝑒
𝑃𝑒𝑥𝑝
) . (
𝑇𝑒𝑥𝑝
𝑇𝑡𝑒
)
1,75
 
 
 Para o éter dietílico, 
 
𝐷𝐴𝐵 (297 𝐾; 0,8649 𝑏𝑎𝑟) = 0,0896. (
1,01325
0,8649
) ∗ (
297
293
)
1,75
 
𝐷𝐴𝐵 (297 𝐾; 0,8649 𝑏𝑎𝑟) = 0,1075 cm²/s 
 
Para acetona, 
 
𝐷𝐴𝐵 (297 𝐾; 0,8649 𝑏𝑎𝑟) = 0,11. (
1,01325
0,8649
) ∗ (
297
273
)
1,75
 
𝐷𝐴𝐵 (297 𝐾; 0,8649 𝑏𝑎𝑟) = 0,1493 cm²/s 
 
 
Correlação de Fuller, Schetter e Giddings 
𝐷𝐴𝐵 = 1. 10
−3.
𝑇1,75
𝑃. [(∑ 𝑣)
1
3⁄
𝐴 + (∑ 𝑣)
1
3⁄
𝐵]
2
. (
1
𝑀𝐴
+
1
𝑀𝐵
)
1
2⁄
 
 
 O volume de difusão do ar é 19,7 e fez-se o cálculo do 
volume de difusão de cada átomo presente para o éter, 
sendo que 𝑣𝐶 = 15,9, 𝑣𝐻 = 2,31 e 𝑣𝑂 = 6,11. Assim 
temosque o volume de difusão total do éter é: 
 
(∑𝑣)
É𝑡𝑒𝑟
= 4. 15,9 + 10. 2,31 + 1. 6,11 
(∑𝑣)
É𝑡𝑒𝑟
= 92,81 
 
 A massa molar do éter é 74,12 g.mol-1, a massa molar 
do ar é 28,84 g mol-1, a temperatura é 297 K e a pressão é 
0,8649 bar. 
 
𝐷𝐴𝐵 = 1. 10
−3.
2971,75
0,8649. [(92,81)
1
3⁄ + (19,7)
1
3⁄ ]2
. (
1
74,12
+
1
28,84
)
1
2⁄
 
𝐷𝐴𝐵 = 0,1032 𝑐𝑚
2. 𝑠−1 
 
Repetiu-se os mesmos procedimentos para cálculo do 
volume de difusão total da acetona onde 𝑣𝐶 = 15,9, 𝑣𝐻 =
2,31 e 𝑣𝑂 = 6,11. 
 
Laboratório de Engenharia Química III – 2º semestre/2018 7 
(∑𝑣)
𝐴𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎
= 3. 15,9 + 6. 2,31 + 1. 6,11 
(∑𝑣)
𝐴𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎
= 67,67 
 
A massa molar da acetona é 58,08 g.mol-1, a massa 
molar do ar é 28,84 g mol-1; a temperatura é 297 K e a 
pressão 0,8649 bar. 
 
𝐷𝐴𝐵 = 1. 10
−3.
2971,75
0,8649. [(67,67)
1
3⁄ + (19,7)
1
3⁄ ]2
. (
1
58,08
+
1
28,84
)
1
2⁄
 
𝐷𝐴𝐵 = 0,1219 𝑐𝑚
2. 𝑠−1 
 
Correlação de Hirschfelder 
 
A correlação de Hirschfelder possui a seguinte equação: 
 
𝐷𝐴𝐵 =
0,001858 𝑇
3
2⁄
𝑃𝜎²𝐴𝐵𝛺𝐷
[
1
𝑀𝐴
+
1
𝑀𝐵
]
1
2⁄
 
 
Para a determinação do coeficiente de difusão mássica 
do sistema éter-ar tem-se: a massa de éter de 74,12 g.mol-
1, a massa de ar de 28,84 g.mol-1, a temperatura de 297 K, 
a pressão de 0,8649 bar, σar = 3,542 Ȧ, σéter = 5,678 Ȧ 
e 𝛺𝐷 = 1,140 . 
 
𝜎𝐴𝐵 =
3,542 + 5,678
2
= 4,61 
Substituindo os valores acima na correlação de 
Hirschfelder: 
 
𝐷𝐴𝐵 =
0,001858. (297)
3
2⁄
0,8649. (4,61)2. 1,140
[
1
79,12
+
1
28,84
]
1
2⁄
 
𝐷𝐴𝐵 = 0.0987 𝑐𝑚
2. 𝑠−1 
Para o sistema acetona-ar, a massa molar da acetona é 
de 58,08 g.mol-1, a massa de molar do ar é de 28,84 g mol-
1, a temperatura é de 297 K, a pressão é igual a 0,8649 bar; 
σar = 3,542 Ȧ, σacetona = 4,600 Ȧ; 𝛺𝐷 = 1,140 . 
 
𝜎𝐴𝐵 =
3,542 + 4,600
2
= 4,071 
 
Usando então a correlação de Hirschfelder: 
 
𝐷𝐴𝐵 =
0,001858. (297)
3
2⁄
0,8649. (4,071)2 1,140
[
1
58,08
+
1
28,84
]
1
2⁄
 
𝐷𝐴𝐵 = 0.1325 𝑐𝑚
2. 𝑠−1 
 
Erros Relativos 
 
Para o cálculo do erro relativo utiliza-se a seguinte 
fórmula: 
 
𝐸 = |
𝐷𝐴𝐵𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝐷𝐴𝐵𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
𝐷𝐴𝐵𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
| . 100% 
 
Erro na literatura para o sistema éter etílico – ar 
𝐸 = |
0,0896 − 0,1075
0,1075
| . 100% = 16,65% 
 
Erro na literatura para o sistema acetona – ar 
𝐸 = |
0,11 − 0,1493
0,1493
| . 100% = 26,32% 
 
Erro experimental para o sistema éter etílico – ar 
𝐸 = |
0,9250 − 0,1075
0,1075
| . 100% = 760% 
 
Erro experimental para o sistema acetona – ar 
𝐸 = |
0,2623 − 0,1493
0,1493
| . 100% = 75,68% 
 
Erro da correlação de Fuller, Schetter e Giddings para o 
sistema éter etílico – ar 
𝐸 = |
0,1032 − 0,1075
0,1075
| . 100% = 4% 
 
Erro da correlação de Fuller, Schetter e Giddings para o 
sistema acetona – ar 
𝐸 = |
0,1219 − 0,1493
0,1493
| . 100% = 18,35% 
 
Erro da correlação Hirschfelder para o sistema éter 
etílico – ar 
𝐸 = |
0,0987 − 0,1075
0,1075
| . 100% = 8,18% 
 
Laboratório de Engenharia Química III – 2º semestre/2018 8 
Erro da correlação de Hirschfelder para o sistema 
acetona – ar 
𝐸 = |
0,1325 − 0,1493
0,1493
| . 100% = 11,25%