Question

Um dos sistemas propelentes usados em foguetes consiste de uma mistura de hidrazina (N2H4) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Sabendo que o ponto triplo da hidrazina corresponde à temperatura de 2,0°C e à pressão de 3,4 mmHg, que o ponto corresponde à temperatura de 380°C e a pressão de 145 atm em que na pressão de 1 atm as temperaturas de fusão e de ebulição são iguais a 1,0 e 113,5°C, respectivamente, pedem-se:

a) Um esboço do diagrama de fases da hidrazina para o intervalo de pressão e temperatura considerados neste enunciado.

b) A indicação, no diagrama esboçado no item I) de todos os pontos indicados no enunciado e das fases presentes em cada região do diagrama.

c) A equação química completa e balanceada que descreve a reação de combustão entre hidrazina e peróxido de hidrogênio, quando estes são misturados numa temperatura de 25°C e pressão de 1 atm. Nesta equação, indique os estados físicos de cada substância.

d) O cálculo da variação de entalpia da reação mencionada em c).
Dados eventualmente necessários: variação de entalpia de formação (ΔHf°), na temperatura de 25°C e pressão de 1 atm, referem-se a:
N2H4(g): ΔHf°= 95,4 kJ.mol-1
N2H4(l): ΔHf°= 95,4 kJ.mol-1
H2O2(l): ΔHf°= - 187,8 kJ.mol-1
H2O (g): ΔHf°= -241,8 kJ.mol-1

Answer 1

a) b) em anexo.

c) A equação química completa é: N2H4(l) + 2H2O(l) -> N2(g) + 4H2O(g)

Considerando o gráfico em anexo, pode-se considerar que a hidrazina, nas condições de pressão e temperatura do enunciado, encontra-se no estado líquido. Sendo assim, a reação de combustão, será dada por:

N2H4(l) + 2H2O(l) -> N2(g) + 4H2O(g)

d) A variação de entalpia foi de: - 642 kJ / mol N2H4

Nessas condições a água se encontra em estado líquido, mas para questão é preciso considerar a água em estado gasoso. Devido a entalpia de formação que o enunciado ofereceu. Dessa forma, a reação ficará assim:

H(c) = H(N2) + 4 x H(H2O) – H(N2H4) – 2 x H(H2O)

H(c) = [0 + 4 (–241,8)] – [50,6 + 2 (–187,8)]

H(c) = - 642 kJ / mol N2H4

Bons estudos!