Расчет отражения и проницаемости растворенного вещества для диффузионной ячейки - физиков.нет
Купить гитару в Москве
0 голосов
/

Вот вопрос, по которому у меня возникли проблемы.

'Три характерных параметра $\sigma$, $L_p$ и $\omega$ могут быть определены из двух экспериментов; в первом эксперименте в ячейку диаметром 7,5 см за 1 час проникло 4,6 мл воды, тогда как было приложено 10 бар давления. Во втором эксперименте 1 г сахарозы (Mw: 342 г / моль) растворяют в 100 мл воды. Один отсек диализной камеры объемом 44 мл заполнен этим раствором, тогда как другой содержит чистую воду. Через два часа объем жидкости в отделении сахарозы увеличился на 0,57 мл, а концентрация сахарозы снизилась на 1,16%. '

Моя работа

Для эксперимента 1 я смог рассчитать $L_p$, который является постоянной проницаемости для воды, равной $0.2892297237·10^{-5} \frac{cm}{bar ·s}$, используя следующее уравнение.

\begin{equation} J_v = L_p(\Delta P-\sigma \Delta \pi) \end{equation} Где я сказал, что осмотическое давление должно быть нулевым, потому что концентрация с обеих сторон одинакова. Так что это было прямо вперед.

Но у меня возникли проблемы со вторым экспериментом по вычислению проницаемости растворенного вещества $\omega$ и коэффициента отражения $\sigma$.

Я рассчитал следующие условия, \begin{equation} c= 1 \frac{g}{100 cm^3}=0.01 \frac{g}{cm^3} = \frac{1}{34200}\frac{mol}{cm^3} \end{equation}

Я рассчитал диффузионные потоки как для объема, так и для растворенного вещества так, чтобы \begin{equation} J_v = 0.157 cm^3 / (7200s) = 0.2180555556·10^{-4} cm^3/s \end{equation} \begin{equation} J_s = c · J_v = 6.375893439 · 10^{-10} mol/s \end{equation}

Помимо вышеизложенного, я также нашел концентрации до и после. Так как он уменьшается на 1,6%, поэтому новая концентрация \begin{equation} c_2 = c_1 - \bigg(\frac{1.6}{100} · c \bigg)= 0.2877192982 · 10^{-4} · mol/cm^3 \end{equation}

И, следовательно, $\Delta c = 4.6783626·10^{-7} mol/cm^3 $.

Я также рассчитал осмотическое давление равным 0,01143204685 бар.

Затем, используя все эти значения и используя уравнения диффузии, \begin{equation} J_v = L_p(\Delta P-\sigma \Delta \pi) \end{equation} \begin{equation} J_s = c · (1- \sigma)J_v + \omega \Delta \pi \end{equation}

Но когда я решаю, получаю очень неправильные ответы.

Я не могу понять, что я не прав в вышесказанном. Любая подсказка о том, как это должно быть рассчитано

P.S правильные ответы: $\omega = 6.5·10^{-6}$ и $\sigma = 0.86$.

Любая помощь будет высоко оценена.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...