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 a^{+} ou C l^{-}) 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
J = -D \,\frac{dC}{dx},
onde J é o fluxo de massa (mol \cdot m^{-} ^{2}\cdot s^{-} ^{1}), D o coeficiente de difusão do sal na água ( m^{2} \cdot s^{-} ^{1}) e \frac{dC}{dx} 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.

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