A taxa de um processo eletroquímico para deposição de cobre sólido em uma superfície a partir de uma solução de cloreto cúprico é afetada por processos de transferência de massa. Estime o coeficiente de difusão molecular do cloreto de cobre II (
) dissolvido em água a diluição infinita a
.
Passo 1
O enunciado pede para estimar o coeficiente de difusão molecular de
em água infinitamente diluída a
. Esse problema envolve transporte de massa por difusão e podemos usar a relação de Stokes–Einstein para obter uma estimativa de ordem de grandeza para o coeficiente de difusão
.
Passo 2
A relação de Stokes–Einstein para uma partícula esférica em um fluido viscoso diz que
onde
é a constante de Boltzmann,
é a temperatura absoluta,
é a viscosidade dinâmica do fluido,
é o raio hidrodinâmico efetivo da espécie difundida.
Passo 3
Para a nossa estimativa adotamos os valores típicos:
,
,
,
e um raio hidrodinâmico aproximado para o íon hidratado (com sua camada de solvatação) de
.
e um raio hidrodinâmico aproximado para o íon hidratado
Passo 4
Substituindo na fórmula de Stokes–Einstein:
Resposta
O coeficiente de difusão estimado para
em água a
é