بنا به درخواست دوست عزیز آقای امیر قائدی

5 تمرین  شیمی صنعتی 2 در بخش نفوذ (رشته شیمی کاربردی) :

1- CO₂ در فشار اتمسفر و دمای صفر درجه سانتیگراد در یک جهت به داخل نیتروژن نفوذ می کند . جز مولی CO₂ در نقطه 1 برابر Y_A1= 0/2 و در نقطه 2 به فاصله 3cm از نقطه 1 درجهت نفوذ 0/02 می باشد. ، گردایان غلظت در این فاصله ثابت است نفوذپذیری برابر  با D_AB=0/144cm²/s می باشد. در مجموع فازگازی ساکن است، به این معنا که نیتروژن با همان شدت CO₂ ولی در خلاف جهت آن در حال نفوذ است.

الف- شار مولی CO₂ بر حسب kg mol /m².s چقدر است؟

ب – شار جرمی خالص برر حسب kg/m².s  چقدر است؟

نکته راهنما: نفوذ یکطرفه نیست. در جهت خطی حرکت می کند.

2- شدت نفوذ Nacl در 18c را از درون لایه ساکنی از آب به ضخامت 1mm . وقتی غلظت نمک در دو طرف فیلم یا لایه برابر 10و20% وزنی باشد. حساب نمایید.

داده های مورد نیاز : برای 10%  ρ = 1/0174 gr/ml

برای 20%  ρ = 1/148gr/ml

D_AB =1/353 * 10^-9 m²/s at 18 c نمک در آب

M_A =58/45 نمک                M_b = 18/02 آب

نکته راهنما: کسرهای وزنی را باید به صورت مولی تبدیل کنیم.

3- بلور سولفات مس متبلور در مخزن بسیار بزرگ که محتوی آب خالص 20 درجه سانتی گراد است سقوط می کند با محاسبه شار CuSO₄ از سطح بلور به درون توده محلول ، شدت انحلال این جسم را بدست آورید.

فرضیات: نفوذ مولکولی از درون فیلم ساکنی از آب به ضخامت 0/0305mm که بلور را احاطه کرده است. انجام می شود در سطح داخلی فیلم چسبیده به سطح بلور. جز مولی سولفات مس برابر حلالیت آن یعنی 0/0229می باشد. جرم حجمی محلول 1193kg/m³ می باشد. سطح خارجی فیلم را می توان آب خالص در نظر گرفت. ضریب نفوذ سولفات مس در آب 7/29*10^-10‑m²/s است.

نکته راهنما : نفوذ یکطرفه است.

4- در یک مخلوط گازی اکسیژن – ازت که در فشار 1شفئ و درجه حرارت 25c قرار دارد در 2 صفحه به فاصله 2mm  از یکدیگر غلظت اکسیژن 10 و 20 درصد حجمی می باشد. شار نفوذ اکسیژن را برای دو حالت زیر حساب کنید.

الف: در صورتی که ازت نفوذ نکند.

ب: در صورتی که نفوذ متقابل دو سازنده انجام گیرد.    D_AB= 1.81*10^-5m²/s at 0c

5- حل شده ی A از لایه گازی به طرف مایع جاذبی با y_A=0/2  و y_Ai=0/1 نفوذ می کند:

الف) آهنگ های انتقال (N) را برای پخش یک طرفه و پخش هم مول بیایید.

ب) مقدار Y_A در وسط لایه برای پخش یک طرفه چقدر است؟

ج) مقدار A را در نقطه ای با یک سوم فاصله یداده شده است . نسبت به سطح مشترک ، برای پخش هم مول ، حساب کنید.