Numa estação espacial, emprega-se óxido de lítio para remover o CO 2 no processo de renovação do ar de respiração, segundo a equação:
. Sabendo-se que são utilizadas unidades de absorção contendo
de Li2O, qual a massa de CO 2 retirada por unidade de absorção? (OBS: a equação está balanceada ou não?)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de química envolvendo a remoção de dióxido de carbono (CO₂) usando óxido de lítio (Li₂O) numa estação espacial. A equação que representa essa reação é:
Nosso objetivo é descobrir qual a massa de CO₂ que é retirada por cada unidade de absorção que contém 1,8 kg de Li₂O. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre reações químicas balanceadas, massa molar e contabilizar os mols dos reagentes e produtos.
Passo 2
Primeiro, vamos conferir se a equação química está balanceada. Isso é importante porque garante que a quantidade de átomos de cada elemento é a mesma nos reagentes e nos produtos.
Na equação dada:
- Lítio (Li): 2 átomos de Li em Li₂O e 2 átomos em Li₂CO₃. Tá igual!
- Oxigênio (O): Li₂O tem 1 oxigênio, CO₂ tem 2, totalizando 3 oxigênios nos reagentes. No produto, Li₂CO₃ tem 3 oxigênios. Perfeito!
- Carbono ©: 1 carbono em CO₂ e 1 em Li₂CO₃. Tudo certo!
Então, a equação está balanceada. Isso facilita a nossa conta porque 1 mol de Li₂O reage com 1 mol de CO₂ para formar 1 mol de Li₂CO₃.
Passo 3
Agora, vamos calcular as massas molares dos compostos envolvidos. A massa molar é a massa de um mol de substância e é medida em gramas por mol (g/mol).
-
Li₂O:
- Lítio (Li): aproximadamente 6 g/mol
- Oxigênio (O): aproximadamente 16 g/mol
- Massa molar de Li₂O = (2 × 6) + 16 = 28 g/mol
-
CO₂:
- Carbono ©: aproximadamente 12 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol
- Massa molar de CO₂ = 12 + (2 × 16) = 44 g/mol
-
Li₂CO₃:
- Lítio (Li): 2 × 6 = 12 g/mol
- Carbono ©: 12 g/mol
- Oxigênio (O): 3 × 16 = 48 g/mol
- Massa molar de Li₂CO₃ = 12 + 12 + 48 = 72 g/mol
Passo 4
Vamos determinar quantos mols de Li₂O estão sendo usados na unidade de absorção. Sabemos que temos 1,8 kg de Li₂O, que é o mesmo que 1800 g.
Usamos a fórmula:
Então,
Passo 5
Agora, usando a equação balanceada, vemos que 1 mol de Li₂O reage com 1 mol de CO₂. Portanto, a quantidade de mols de CO₂ que será consumida também é de aproximadamente 64,29 mol.
Passo 6
Por último, vamos converter os mols de CO₂ para massa. Usamos novamente a fórmula:
Então,
Convertendo para quilogramas:
Resposta
Cada unidade de absorção retira aproximadamente 2,83 kg de CO₂.
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KCN
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