A purificação de hidrogênio pode ser feita por difusão do gás através de uma chapa de paládio a 600ºC. Determine, em kg/h, a quantidade de hidrogên...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a Lei de Fick para difusão de gases. A Lei de Fick é dada por: J = -D * (dc/dx) Onde: J = fluxo molar (mol/m2.s) D = coeficiente de difusão (m2/s) dc/dx = gradiente de concentração (mol/m3.m) Podemos utilizar a Lei de Fick para calcular o fluxo molar de hidrogênio através da chapa de paládio. Para isso, precisamos calcular o gradiente de concentração de hidrogênio através da chapa. Podemos fazer isso utilizando a equação: dc/dx = (c2 - c1) / L Onde: c1 = concentração de hidrogênio no lado 1 da chapa (kg/m3) c2 = concentração de hidrogênio no lado 2 da chapa (kg/m3) L = espessura da chapa (m) Substituindo os valores, temos: dc/dx = (0,4 - 2,0) / 0,006 = -266,67 kg/m4 Agora podemos calcular o fluxo molar de hidrogênio através da chapa: J = -D * (dc/dx) * A Onde: A = área da chapa (m2) Substituindo os valores, temos: J = -1,7E-8 * (-266,67) * 0,25 = 1,13E-6 mol/s Para converter o fluxo molar em massa, precisamos multiplicar pelo peso molecular do hidrogênio e pela densidade do hidrogênio nas condições de operação: m = J * PM * rho Onde: PM = peso molecular do hidrogênio (kg/mol) rho = densidade do hidrogênio (kg/m3) Substituindo os valores, temos: m = 1,13E-6 * 0,002016 * 2,0 = 4,56E-9 kg/s Para obter a quantidade de hidrogênio que passa por hora, basta multiplicar por 3600: m = 4,56E-9 * 3600 = 1,64E-5 kg/h Portanto, a alternativa correta é a letra E) 0,0048.