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Lösungsgeschwindigkeit von Propan in Wasser berechnen

Sonstige Fragen zum Thema Chemie

Moderator: Chemiestudent.de Team

MeinNameistIch

Lösungsgeschwindigkeit von Propan in Wasser berechnen

Beitrag von MeinNameistIch » 03.10. 2020 13:36

Hallo liebes Forum :)

ich möchte den Propan-Massenstrom bestimmen, der von einer in Wasser aufsteigenden Propanblase mit bestimmter Größe durch Lösung ins Wasser übergeht. Es muss nicht ganz exakt stimmen, aber es sollte ein konservativer Ansatz sein, also dass der berechnete Massenstrom tendenziell höher liegt als der reale.

Nach kurzer Recherche habe ich die Noyes-Whitney-Gleichung gefunden, die eigentlich zur Wirkstofffreisetzung eines Medikaments im Magen verwendet wird. Diese lautet:

dMt/dt = (A*D*(Cs – C)) / δ

dMt/dt = Menge Wirkstoff die pro Zeiteinheit aus der Arzneiform in Lösung geht

A = Gesamtoberfläche der Arzneistoff Partikel --> Oberfläche der Propanblase

D = Diffusionskoeffizient des Arzneistoffes im Auflösungsmedium

δ = Dicke der hydrodynamischen Grenzschicht --> hier gehe ich vereinfachend von einer Kugelumströmung in Wasser aus und verwende die Grenzschichtdicke am Staupunkt (konservativer Ansatz, berechnet nach der Prandtlschen Grenzschichttheorie, hier geht auch die Strömungsgeschwindigkeit der Blase mit ein)

Cs = Löslichkeit des Arzneistoffes im Auflösungsmedium --> max. Löslichkeit des Propans im Wasser bei betrachteten Druck/ Temperatur

C = gelöste Wirkstoffkonzentration des Arzneistoffs im Auflösungsmedium --> 0 (gehe von vollständig entgasten Wasser aus (konservativer Ansatz)

Wobei D = (kB*T)/(6*π*η* R0)

kB – Boltzmann-Konstante
T – Temperatur
η – dynamische Viskosität des Lösungsmittels
R0 – hydrodynamischer Radius der diffundierenden Teilchen --> hier verwende ich mangels an Alternativen den kinetischen Durchmesser von Propan geteilt durch 2

Kann man das so machen oder liege ich damit meilenweit von der Realität weg? Danke im Voraus und liebe Grüße!