Um processo de esgotamento a
e
deve ser usado para transferir gás sulfídrico
dissolvido em água para uma corrente de ar, através do contato direto. Nessas condições, a composição do soluto no seio da fase gasosa (
) é igual a 0,01 , enquanto a composição no seio da fase líquida é (
) é
. Os coeficientes individuais de transferência de massa no líquido e no gás são
.s e
, respectivamente. A densidade da água é
. O coeficiente de Henry é
. Considere imiscíveis solvente (ar) e diluente (água), e que a água é não-volátil. A massa molar do
é
e da água é
. Determine:
a) os coeficientes individuais de transferência de massa.
a) os coeficientes globais de transferência de massa KG e KL. R:
.s.atm e
a) os coeficientes individuais de transferência de massa.
a) os coeficientes globais de transferência de massa KG e KL. R:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular os coeficientes individuais de transferência de massa e depois os coeficientes globais para a transferência de gás sulfídrico (H₂S) de uma fase líquida (água) para a fase gasosa (ar). A gente vai precisar entender como funciona a transferência de massa entre duas fases, usar as composições dadas e aplicar as fórmulas corretas para chegar nos valores finais.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são os coeficientes individuais de transferência de massa. Eles indicam a eficiência com que o soluto (no caso, H₂S) se move de uma fase para outra. Temos dois coeficientes: um para a fase gasosa (
) e outro para a fase líquida (
).
Passo 3
Para calcular esses coeficientes, vamos usar a relação entre os coeficientes fornecidos (
e
) e os coeficientes individuais. A relação geral é:
Onde:
-
é o coeficiente de transferência no gás (kmol/m².s). -
é o coeficiente de transferência no líquido (kmol/m².s). -
é a pressão total (atm). -
é a densidade da água (kg/m³).
Passo 4
Vamos calcular
:
Passo 5
Agora, vamos calcular
. Porém, precisamos lembrar que a densidade (
) está em kg/m³ e a massa molar da água (
) é 18 kg/kmol. Para ajustar as unidades:
Agora, convertendo para m/s usando a massa molar:
Resposta
Os coeficientes individuais de transferência de massa são: