HCL (A) está se difundindo através de uma película fina de água (B) com
de espessura a 283 K . A concentração de HCL no ponto 1 do filme é
(densidade
) e no ponto 2 é 8,0% (densidade
). O coeficiente de difusão de HCL na água é
. Assumindo estado estacionário, calcule o fluxo de HCL para 100 Kg de solução em
.
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:
Conteúdo: difusão unidimensional e Lei de Fick. Vamos precisar:
- transformar fração mássica e densidade em concentração mássica (kg de soluto por m³ de solução),
- converter isso pra concentração molar (
), - 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):
Resposta
O fluxo de HCl é aproximadamente