¿Con qué rapidez se mezcla el hexafluoruro de azufre con la atmósfera?

Question

Una demostración científica habitual consiste en flotar un "bote" de hexafluoruro de azufre . ¿Cuánto tiempo permanecería el hexafluoruro de azufre en el recipiente (en el experimento enlazado anteriormente) si el recipiente se dejara destapado y sin perturbar a temperatura ambiente?

Además, me pregunto qué pasaría si se ampliara el experimento al tamaño de un lago, ignorando el tiempo que se tardaría en llenar dicho lago y la imposibilidad de obtener tanto hexafluoruro de azufre. Supongamos también que no hay viento que se lo lleve. ¿Se podría tener una gran piscina permanente de hexafluoruro de azufre o acabaría disipándose y mezclándose con la atmósfera?

¿Cambiaría esto si se utilizara un gas denso diferente (no reactivo), como el xenón?

Answer 1

De entrada: depende de lo que entiendas por "quedarse". Difundiría fuera del recipiente y, dado que los alrededores están cerrados, obtendría una pequeña concentración de equilibrio.

No es que pueda dar una respuesta exacta a su pregunta (es más bien una pregunta de física), pero este documento (de pago) trata de la difusión de la $\ce{N2-SF6}$ par. El coeficiente de difusión binaria es de 0,0945 cm 2 /s. En sus experimentos utilizaron un recipiente de d = 0,5 m, l = 1 m, introdujeron una pequeña cantidad (2-5%) de $\ce{SF6}$ en el fondo del recipiente y se midió el tiempo necesario para obtener la concentración de equilibrio de la mezcla. Para esta configuración, esto fue ~15 h, con una constante de tiempo reportada de 4-5 horas (creo que este es el tiempo que se tarda en alcanzar un valor de [local $\ce{SF6}$ concentración]/[concentración de equilibrio] de 0,5).

Utilizaron una larga fórmula derivada de un modelo unidimensional para comparar las concentraciones calculadas y medidas y, en mi opinión, los datos medidos coincidieron bastante bien con los calculados.