QUESTÃO 2 (VALENDO 3,5 PONTOS)
A exposição a altas concentrações de amônia gasosa
pode causar danos pulmonares. O nível aceitável de exposição à amônia em curto prazo foi definido pela Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA). Considere um recipiente cheio de amônia gasosa com concentração igual a
, é considerado a concentração da amônia na atmosfera igual a zero (
). Um tampão plástico circular de 10 cm de diâmetro com espessura de 2 mm é usado para conter a amônia dentro do recipiente (a difusão acontece só pelo tampão). O sistema de ventilação é capaz de manter a sala segura com ar fresco, desde que a taxa de amônia liberada seja inferior a
(OSHA). Se o coeficiente de difusão da amônia através do tampão for 1,3
. Considere a massa molecular da amônia igual a
.
Com os dados fornecidos determine:
a) a taxa molar de transferência do
para
; (1 ponto)
b) a taxa mássica de transferência do
para
; ( 1 ponto)
c) Indique se o tampão pode ou não conter com segurança (dentro dos limites indicados pela OSHA) a amônia dentro do recipiente. (1,5 pontos)
Com os dados fornecidos determine:
a) a taxa molar de transferência do
b) a taxa mássica de transferência do
c) Indique se o tampão pode ou não conter com segurança (dentro dos limites indicados pela OSHA) a amônia dentro do recipiente. (1,5 pontos)
Passo 1
O enunciado trata de difusão estacionária unidimensional de
através de um tampão plástico de espessura
e área circular de diâmetro
. A concentração interna é
e a externa
. Vamos usar a Lei de Fick para calcular a taxa molar de difusão e então converter em taxa mássica, comparando com o limite da OSHA de
.
Passo 2
Pela Lei de Fick em regime estacionário:
Substituindo
,
e
:
A área do tampão é
Logo, a taxa molar total é
Passo 3
Para obter a taxa mássica, multiplica-se pela massa molar
:
Passo 4
O limite seguro da OSHA é
. Como
a taxa calculada excede o valor máximo permitido.
Resposta
a)
b)
c) O tampão não pode conter com segurança a amônia, pois a taxa de liberação excede o limite da OSHA.
b)
c) O tampão não pode conter com segurança a amônia, pois a taxa de liberação excede o limite da OSHA.