Qual é o mecanismo físico responsável pela transferência de massa do sal em água se essa não for mexida?
Passo 1
O enunciado pergunta como o sal se espalha na água quando não mexemos a mistura. O conteúdo aqui é transferência de massa por difusão molecular, ou seja, como as moléculas de sal penetram na água por movimento térmico aleatório.
Passo 2
Em sistemas sem agitação, a transferência de massa ocorre por difusão molecular, que é fruto do movimento browniano das partículas. Cada íon de sal (N
ou C
) está em constante colisão com moléculas de água, resultando num deslocamento aleatório. Com isso, se formou um gradiente de concentração no ponto onde o sal foi colocado, e as partículas tendem a migrar da região de maior concentração para a de menor concentração.
Passo 3
Matematicamente, esse fluxo de massa por difusão é descrito pela Lei de Fick. A Lei de Fick na forma unidimensional é
onde
é o fluxo de massa (mol
),
o coeficiente de difusão do sal na água (
) e
o gradiente de concentração. O sinal negativo indica que o transporte acontece no sentido de diminuir o gradiente.
Passo 4
Esse mecanismo prossegue até a eliminação do gradiente de concentração, ou seja, até que a solução atinja uma concentração uniforme de sal em toda a água. Não há necessidade de agitação; basta o movimento térmico das moléculas para que o sistema evolua em direção ao equilíbrio.
Resposta
O mecanismo físico é a difusão molecular — o transporte de íons de sal por movimento browniano, descrito pela Lei de Fick.