2.1 Um cristal plano de sulfato de cobre encontra-se num tanque de água pura a
. Estime a taxa de dissolução do cristal, considerando que a difusão molecular ocorre através de um filme de água de 0.0305 mm de espessura que rodeia o cristal. A solubilidade do sulfato de cobre em água corresponde a uma fracção molar de 0.0229 (concentração média da solução igual a
). A difusividade do sulfato de cobre é igual a
.
Passo 1
O enunciado descreve um cristal plano de sulfato de cobre dissolvendo em água pura a
. Em torno do cristal há um filme estacionário de água de espessura
. A solubilidade dá uma concentração de saturação
e a difusividade é
. O conteúdo é transferência de massa por difusão em filme estacionário, usando a Lei de Fick para estado estacionário.
Passo 2
Para um filme plano em regime estacionário a Lei de Fick diz que o fluxo molar por área é
onde
é a concentração no batelada (aqui
) e
é a concentração na superfície (igual à saturação). Logo
Passo 3
Convertemos a espessura do filme para metros:
Passo 4
Substituímos os valores em
Resposta
A taxa de dissolução, em termos de fluxo molar por área, é