Em um sistema de airbag de um carro, um sensor detecta rápidas diminuições de velocidade. Ao detectar uma grande desaceleração, produz uma descarga elétrica que provoca o aquecimento e a decomposição da azida de sódio (NaN3). O gás nitrogênio (N2), ao ser liberado na reação, infla rapidamente a bolsa, protegendo assim motoristas e passageiros. Considere a primeira etapa de uma sequência de reações que ocorrem em um airbag: NaN3(s) → Na(s) N2(g) a) Apresente a equação balanceada. b) Considerando a decomposição de 130 g de azida de sódio, a 30 oC e 1 atm, qual seria o volume de gás N2 formado? c) Qual seria o volume do gás N2 obtido a partir de 87 g de NaN3 nas CNTP? d) Qual o número de átomos de Na formados a partir de 150 g de NaN3, considerando um rendimento de 95% Justifique:
Respostas
Para balancear a reação, será necessário igualar a quantidade de átomos de cada elemento nos reagentes e produtos, adicionando um coeficiente (número) na frente de cada substância, sendo assim:
a) 2 NaN3(s) → 2 Na(s) + 3 N2(g)
Para encontrar o volume, devemos encontrar todos os dados necessários para aplicar na equação geral dos gases, que é definida por PV = nRT, onde o P representa a Pressão, V representa o volume, n representa o número de mols, R representa a constante dos gases, e T representa a temperatura que deverá ser utilizada em Kelvin (K).
A massa molar do azida de sódio é 65 g/mol. Assim, em 130 g temos 2 mols de azida de sódio. De acordo com a reação química balanceada vemos que isso irá gerar 3 mols de N2, o que corresponde a:
- p.V = n.R.T
- (1).V = (3).(0,082).(303)
- V = 74,54 L
logo,
b) o Volume de N2 será de 74,54L
Em 87 g de azida de sódio temos 1,34 mol da mesma. De acordo com a reação química balanceada vemos que isso irá gerar 2,01 mols de N2, o que corresponde a:
p.V = n.R.T
(1).V = (2,01).(0,082).(273,15)
V = 45,02 L
Logo,
c) o Volume de N2 será de 45,02 L na CNTP
d) Sabendo que 150g se refere a 95% de rendimento, será necessário encontrar a massa referente a 100%, fazendo uma regra de 3:
95% ---- 150g
100% ---- x = 157g
Em seguida devemos relacionar as massas molares referente a azida de sódio e o sódio metálico com a massa de azida de sódio:
65g/mol ---- 157g
23g/mol ---- x = 55,56g
Então a massa de sódio necessária, será de 55,56g.
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Espero ter ajudado, bons estudos!