Question

Desde 2012, a maioria dos veículos pesados fabricados no Brasil, como caminhões e ônibus, passaram a contar com a tecnologia SCR (do inglês Selective Catalyst Reduction). No escapamento destes veículos, os gases provenientes da combustão do óleo diesel entram em contato com um agente chamado de ARLA 32 (Agente Redutor Líquido Automotivo). O ARLA 32 é uma solução aquosa de ureia com concentração de 32,5% que atua na redução dos óxidos de nitrogênio (NOx) presentes nos gases de escape transformando-os em vapor de água e nitrogênio, inofensivos para o meio ambiente. Quando injetada no sistema de escape dos veículos, a solução é vaporizada e a ureia sofre uma decomposição representada pela equação seguinte:

1mol de ureia + H20 = 2NH3 + CO2
Então, a amônia formada reage com os óxidos de nitrogênio conforme as equações abaixo:
6NO2 + 4NH3 = 5N2 + 6H20

6N02 + 8NH3 = 7N2 + 12H20
Quantos mililitros de ARLA 32 são necessários para reduzir 30 g de NO? Dados: Massa molar da uréia: 60 g.mol−1; Densidade da água: 1 g.mL−1.

Answer 1

A reação de reação do NO com amônia está escrita errada (foi colocado NO2 em vez de NO). Ela corrigida é:
6NO + 4NH3 --> 5N2 + 6H2O

Calculamos quantos mols de NO devem ser reduzidos:
n=m/MM      m(NO)=30g     MM(NO)=14+16=30g/mol
n(NO)=30/30=1mol

Pela reação, cada 6mols de NO reagem com 4mols de NH3.
Fazendo uma regra de 3:
6mol NO ------ 4NH3
1mol NO ---------- X
X=4/6=0,6667mol de NH3  (2/3 mol de NH3)

A reação da formação de NH3 a partir da ureia é:
1mol uréia + H2O --> 2NH3 + CO2

Fazemos outra regra de 3 para saber quantos mols de uréia irão formar 2/3 de mol de NH3:

1mol uréia -------- 2NH3
X -------------------- 2/3 NH3

X=2/3.2=1/3mol de ureia.

Calculamos a massa disso:
n=m/MM  -->  m=n.MM             MM(ureia)=60g/mol
m(ureia)=60.1/3=20g

A solução de ARLA 32 tem 32% (em massa) de ureia:
Calculamos a massa total da solução, sendo que 32% é a massa de uréia que representa 20g:

32% --------------- 20g
100%  ---------- X

X=100.20/32=62,5g

Considerando que a densidade da solução seja próxima a da água, calculamos o volume da solução:
d=m/V  -->  V=m/d      d=1g/mL

V=62,5/1=62,5mL

Espero ter ajudado =)

Answer 2

Podemos afirmar que para reduzir 30 g de NO, são necessários 62,5 mL.

• A reação do NO com amônia é a seguinte:

6NO + 4NH₃ --> 5N₂ + 6H₂O

• Calculo dos mols de NO devem ser reduzidos:

n=m/MM      m(NO)=30g     MM(NO)=14+16=30g/mol

n(NO)=30/30=1mol

cada 6 mols de NO reagem com 4mols de NH₃

6 mol NO ------ 4NH₃

1 mol NO ---------- X

X=4/6

X=0,6667 mol de NH3₃  (2/3 mol de NH₃)

• A reação da formação de NH₃ a partir da ureia é:

1 mol uréia + H2O --> 2NH₃ + CO₂

1mol uréia -------- 2NH₃

X -------------------- 2/3 NH₃

X= 2/3.2

X= 1/3mol de ureia.

Calculamos a massa disso:

n=m/MM  -->  m=n.MM             MM(ureia)=60g/mol

m(ureia)=60.1/3= 20g

• Calculo da massa total da solução, sendo que 32% é a massa de ureia que representa 20g:

32% --------------- 20g

100%  ---------- X

X= 100.20/32

X= 62,5g

• o volume da solução:

d= m/V

V= m/d

d= 1g/mL

V= 62,5/1

V= 62,5 mL

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