Num estudo experimental de absorção de amônia em água numa coluna de parede molhada, o coeficiente global de transferência de massa,
, foi encontrado no valor de
.s.Pa. Para um ponto na coluna, a fase gasosa contém
molar de amônia e a concentração de amônia na fase líquida foi de
. A torre opera a 293 K e
.
Para esta temperatura, a constante da lei de Henry é
. Se
da resistência total para transferência de massa é encontrada na fase gasosa, determine os coeficientes individuais de massa do filme e as concentrações interfaciais.
Passo 1
O enunciado trata da transferência de massa de amônia da fase gasosa para a líquida numa coluna de parede molhada. Temos o coeficiente global de transferência de massa na base de pressão,
, e sabe-se que
da resistência está na fase gasosa. A fase gasosa a montante contém
molar de amônia e a fase líquida tem concentração
. A pressão total é
. A constante de Henry é
Conteúdo aplicado: teoria das duas películas (resistências em série) e lei de Henry para interconectar as concentrações na interface.
Passo 2
Pela teoria das duas películas, representando todas as quantidades na base de pressão, temos
onde
é o coeficiente de filme gasoso e
o coeficiente de filme líquido (base concentração).
Passo 3
Como
da resistência total é na fase gasosa, a fração da resistência líquida é
. Logo:
e
Passo 4
Para achar as concentrações interfaciais usamos o balanço de fluxo em regime permanente:
com a condição de equilíbrio de Henry na interface:
Substituindo
e igualando as duas expressões de
, obtém-se
Aqui
. Substituindo os valores:
e
Resposta
kg mol/(
a)
m/s
Pa
kg mol/
m/s