Benzeno, um contaminante existente em lençóis freáticos, está se difundindo em uma partícula mineral porosa inerte a
C. A partícula tem uma fração de vazios de 0,40 , com um diâmetro médio de poro de
; os poros estão cheios com água proveniente de lençóis freáticos. A massa molar de benzeno (soluto
) é
e o volume crítico
é
. A concentração de benzeno na água que envolve uma partícula é
, que está abaixo de seu limite de solubilidade.
a. Qual é a concentração molar de benzeno nos lençóis freáticos?
b. Quais são as frações molar e mássica de benzeno nos lençóis freáticos?
c. Estime o coeficiente de difusão do benzeno nos lençóis freáticos?
d. Justifique por que a difusão limitada do soluto benzeno através do poro cheio com solvente pode ser ignorada.
e. Estime o coeficiente de difusão efetivo de benzeno no interior da partícula mineral porosa cheia de água.
a. Qual é a concentração molar de benzeno nos lençóis freáticos?
b. Quais são as frações molar e mássica de benzeno nos lençóis freáticos?
c. Estime o coeficiente de difusão do benzeno nos lençóis freáticos?
d. Justifique por que a difusão limitada do soluto benzeno através do poro cheio com solvente pode ser ignorada.
e. Estime o coeficiente de difusão efetivo de benzeno no interior da partícula mineral porosa cheia de água.
Passo 1
Beleza, vamos resolver a parte a do exercício. A questão fala sobre a difusão do benzeno em lençóis freáticos e nos pede para encontrar a concentração molar de benzeno nesses lençóis. Para isso, vamos precisar saber a concentração de benzeno dada em gramas por litro e a massa molar do benzeno.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é concentração molar. A concentração molar (
) é a quantidade de substância (em mols) presente em um litro de solução. Para encontrar isso, usamos a relação entre a concentração em massa (
) e a massa molar (
) da substância:
Onde:
-
é a concentração molar (mol/L) -
é a concentração em massa (g/L) -
é a massa molar da substância (g/mol)
Passo 3
Vamos identificar os valores que temos:
- A concentração de benzeno na água é
. - A massa molar do benzeno (
) é .
Passo 4
Agora, substituímos esses valores na fórmula da concentração molar:
Passo 5
Fazendo a divisão:
Resposta
A concentração molar de benzeno nos lençóis freáticos é aproximadamente
.
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é
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.
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