LISTA DE EXERCÍCIOS = CINÉTICA QUÍMICA/ESTEQUIOMETRIA
Houston, we have a problem. Ao enviar essa mensagem em 13 de abril de 1970, o comandante da missão espacial Apollo 13, Jim Lovell, sabia: a vida de seus companheiros e a sua própria estavam em perigo. Um dos tanques de oxigênio da nave explodira. Uma substância, o superóxido de potássio ( K2 O4 ), poderia ser utilizada para absorver o CO2 e ao mesmo tempo restaurar o O2 na nave. Calcule, segundo a equação K2 O4+CO2 K2 CO3+1,5 O2, a massa, em kg , de K2 O4 necessária para consumir todo o CO2 exalado por um tripulante durante 72 horas se, em média, uma pessoa exala 1,0 kg de CO2 por dia.

Passo 1

O enunciado nos dá a reação de absorção de dióxido de carbono por superóxido de potássio:
K2O4 + CO2 K2CO3 + 1,5,O2,
pede a massa de K2O4 necessária para consumir todo o CO2 exalado por um tripulante em 72 horas, sabendo que a taxa é de 1,0,kg de CO2 por dia. Vamos usar conceitos de estequiometria e massa molar.

Passo 2

Calculamos a massa total de CO2 exalada em 72 horas ( 3 dias):\r
mCO2 = 3 times l(1,0 kg/diar) = 3,0 kg = 3000 g

Passo 3

Convertendo essa massa em número de mols de CO2, usando M(CO2) = 44,0,g/mol:
nCO2 = mCO2M(CO2) = 3000 g44,0 g/mol approx 68,2 mol

Passo 4

Pela estequiometria da reação, 1 mol de K2O4 reage com 1 mol de CO2. Logo,\r
nK2O4 = nCO2 approx 68,2 mol

Passo 5

Calculamos a massa de K2O4 necessária. A massa molar é\r
M(K2O4) = 2times 39,10 + 4times 16,00 = 78,20 + 64,00 = 142,20 g/mol \r
Então,\r
mK2O4 = nK2O4 times M(K2O4) approx 68,2 mol times 142,20 g/mol approx 9700 g = 9,7 kg

Resposta

A massa de K2O4 necessária é, aproximadamente, 9,7 kg.

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