QUESTÃO 5(\mathbf{1}, \mathbf{0}) - Numa estação espacial, emprega-se óxido de lítio para remover o C O_{2} no processo de renovação do ar de respiração, segundo a equação:
\mathrm{Li}_{2} \mathrm{O}+\mathrm{CO}_{2} \rightarrow \mathrm{Li}_{2} \mathrm{CO}_{3}
Sabendo-se que são utilizadas unidades de absorção contendo 1,8 \mathrm{~kg} de \mathrm{Li}_{2} \mathrm{O}, qual o volume máximo de \mathrm{CO}_{2}, medido a 25,0^{\circ} \mathrm{C} e 1,0 \mathrm{~atm}, que cada uma delas pode absorver?

Passo 1

O enunciado dá a reação de remoção de \mathrm{CO}_2 por óxido de lítio:
\mathrm{Li}_2\mathrm{O} + \mathrm{CO}_2 \longrightarrow \mathrm{Li}_2\mathrm{CO}_3.
Queremos saber, a partir de 1,8,kg de \mathrm{Li}_2\mathrm{O}, qual o volume máximo de \mathrm{CO}_2 a 25,0^\circ\mathrm{C} e 1,0,atm. Vamos usar estequiometria e a lei dos gases ideais.

Passo 2

Calcular a massa molar de \mathrm{Li}_2\mathrm{O} e, em seguida, o número de mols:
M(\mathrm{Li}_2\mathrm{O}) = 2\times 6,94 + 16,00 = 29,88\;\mathrm{g/mol}.
Como há 1{,}8,kg =1800,g de \mathrm{Li}_2\mathrm{O},
n_{\mathrm{Li}_2\mathrm{O}} = \frac{1800}{29,88} \approx 60,24\;\mathrm{mol}.

Passo 3

Pela reação, cada mol de \mathrm{Li}_2\mathrm{O} consome 1 mol de \mathrm{CO}_2. Logo,
n_{\mathrm{CO}_2} = n_{\mathrm{Li}_2\mathrm{O}} \approx 60,24\;\mathrm{mol}.

Passo 4

Aplicar a lei dos gases ideais \displaystyle V = \frac{nRT}{P} com
R = 0,08206\;\frac{\mathrm{L\cdot atm}}{\mathrm{mol\cdot K}},\quad T = 25,0^\circ\mathrm{C} = 298,15\;\mathrm{K},\quad P = 1,0\;\mathrm{atm}.
Substituindo,
V = \frac{60,24 \times 0,08206 \times 298,15}{1,0} \approx 1474\;\mathrm{L}.

Resposta

O volume máximo de \mathrm{CO}_2 absorvido é aproximadamente 1{,}47\times10^3,L.

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