Estequiometria
QUESTÃO 01. A dinitramida de amônio (ADN), NH4N(NO2)2, está sendo considerada como um possível substituto do cloreto de alumínio (AlCl3) como oxidante nos foguetes de impulsionadores de combustível sólido usados para lançar o ônibus espacial. Quando detonada por uma faísca, a ADN se decompõe rapidamente para produzir uma mistura gasosa de N2, O2 e H2O. A reação libera muito calor, logo os gases são formados em altas temperatura e pressão. O impulso do foguete resulta principalmente da expansão dessa mistura de gases.
a) A reação de decomposição de ADN pode ser considerada uma combustão? Justifique sua resposta.
b) Suponha que uma amostra de 2,3 kG de ADN é detonada e decompõe-se completamente para fornecer os gases citados anteriormente. Se a mistura de gás resultante se expande até que ela atinja 100º C e uma pressão de 1,0 atm, que volume ela ocupará?
c) A sua resposta é consistente com o uso proposto da ADN como um combustível de foguete?
Respostas
a) Não pode ser considerada uma combustão.
Toda combustão envolve a reação do combustível com gás oxigênio para formação de produtos e calor. Nesse caso temos uma decomposição térmica que gera calor e gases que se expandem e impulsionam o foguete, mas não há reação com oxigênio.
b) O volume de gases gerado na reação ocupara 2836,60 L.
Primeiro precisamos escrever a reação química balanceada, como segue:
NH₄N(NO₂)₂ ⇒ 2 N₂ + O₂ + 2 H₂O
Vemos que 1 mol de ADN (o qual tem uma massa molar de 124 g/mol) gera, 5 moles de gases. Como usou-se 2,3 Kg de ADN, temos o uso de:
2.300 ÷ 124 = 18,55 mol de ADN
O que irá gerar 92,71 moles de gases. Como a temperatura é de 100 ºC a uma pressão de 1,0 atm, temos que o volume ocupado é de:
(1).V = (92,71).(0,082)(373)
V = 2836,60 L
c) Sim, o volume de gás gerado é bem significativo, o qual pode ser expandido para propulsão do foguete.
Espero ter ajudado!