Question

O hidróxido de lítio, LiOH, por seu baixo peso molecular, tem sido utilizado para a renovação do ar no interior das espaçonaves, onde absorve o CO2 exalado pelos astronautas, segundo a reação incompleta:

LiOH(s)+ CO2(g) ------------------> X(s) + H2O(l)

Determine o volume máximo de CO2 à pressão de 781 mmHg que pode ser absorvido por 348mg de LiOH à temperatura de 21 °C.

Answer 1

Balanceando a reação:

2 LiOH(s) + 1 CO₂(g) ------------------> 1 Li₂CO₃(s) + 1 H₂O(l)


Vemos que na reação 2 mols de LiOH reagem com 1 mol de CO₂.


Calculando as massa molares dos reagentes:

- Massa molar do LiOH:

Li = 7 g
O = 16 g
H = 1 g

Logo:

7 + 16 + 1 = 24 g/mol


- Massa molar do CO₂:

C = 12 g
O = 16 g

Logo:

12 + (2 . 16)
12 + 32 = 44 g/mol


Fazendo uma regra de três, temos:

2 mol de LiOH ----- 1 mol CO₂

Como 1 mol de LiOH equivale a 24 g, podemos concluir que 2 vezes esse valor (48 g) reagem com 1 mol de CO₂. 348 mg de LiOH reagirá com quantos mols de CO₂?

1 g = 1000 mg

Então:

48 g = 48000 mg

Daí:

48000 mg de LiOH ----- 1 mol de CO₂
348 mg de LiOH -------- x

48000 . x = 348 . 1
48000x = 348
x = 348/48000

x = 0,00725 mol de CO₂


Determinando o volume de CO₂:

Aplicando a Equação de Clapeyron:

P . V = n . R . T

Onde:

P = pressão (781 mmHg)
V = volume de CO₂ a ser descoberto (L)
n = quantidade de mols de CO₂ (0,00725 mol)
R = constante universal dos gases perfeitos (62,36 mmHg.L/mol.K)
T = temperatuta em Kelvin (T(K) = 21 + 273 ---> T(K) = 294)

Então:

P . V = n . R . T
781 . V = 0,00725 . 62,36 . 294
781V = 132,92
V = 132,92/781

V ≈ 0,17 L de CO₂


Portanto:

O volume máximo de CO₂ é 0,17 L ou 170 mL.