HCL (A) está se difundindo através de uma película fina de água (B) com 3,0 mm de espessura a 283 K . A concentração de HCL no ponto 1 do filme é 16 % (densidade 1=1060,7 Kg / m^3 ) e no ponto 2 é 8,0% (densidade 2=1030,3 Kg / m^3 ). O coeficiente de difusão de HCL na água é 2,5 times 10^-9 m^2 / s. Assumindo estado estacionário, calcule o fluxo de HCL para 100 Kg de solução em Kg mol / s m^2.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos HCl (A) se difundindo em filme de água de 3,0 mm de espessura (B) em regime estacionário. No lado 1, a solução é 16 % em massa de HCl com densidade 1 060,7 kg/m³; no lado 2 é 8,0 % com densidade 1 030,3 kg/m³. O coeficiente de difusão é .
Conteúdo: difusão unidimensional e Lei de Fick. Vamos precisar:
  1. transformar fração mássica e densidade em concentração mássica (kg de soluto por m³ de solução),
  2. converter isso pra concentração molar ( ),
  3. usar Fick: .

Passo 2

Primeiro, concentração mássica de HCl em cada lado:

Passo 3

Agora converto pra concentração molar. Massa molar do HCl é .

Passo 4

Diferença de concentração e espessura:

Passo 5

Aplicando a Lei de Fick (sinal menos indica que o fluxo vai do mais concentrado pro menos concentrado):
j = -D,De

Resposta

O fluxo de HCl é aproximadamente
boxed,j = 2,0times10^-6;kmol/(m^2,s),

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