Considere a dissolução de numa solução alcalina contendo um catalisador. A solução encontra-se numa proveta de altura . O CO2 absorvido reage irreversivelmente de acordo com uma lei de ordem com . A solubilidade do na solução é igual a e o coeficiente de difusão é igual a 1,5 x .
a) Escreva a equação diferencial e as condições fronteira que descrevem o transporte de através da solução em estado estacionário.
b) O perfil de concentrações de na proveta é dado pela equação:
Demonstre que esta equação satisfaz a equação diferencial obtida em a).
c) Calcule a taxa de dissolução de e a sua concentração média na solução.
Passo 1
O enunciado trata de transporte unidimensional de em estado estacionário numa solução de altura com reação irreversível de primeira ordem (). Precisamos escrever a equação de balanço difusivo com termo de reação, as condições de contorno, depois verificar que o perfil
satisfaz essa equação, e por fim calcular o fluxo de dissolução e a concentração média na solução.
Passo 2
No regime estacionário, o balanço de massa num elemento de espessura dá