A hidrazina (N2 H4) e a 1,1-dimetil-hidrazina (N2 H2(CH3)2) reagem espontaneamente com o oxigênio, equações 1 e 2 respectivamente, e podem ser usadas como combustíveis de foguetes.
Equação 1: N2 H4(I)+O2(g) N2(g)+2 H2 O(g)
Equação 2: N2 H2(CH3)2(l)+4 O2(g) 2 CO2(g)+4 H2 O(g)+N2(g)
a) Com os dados apresentados no quadro a seguir, determine o valor da entalpia para as duas reações.
Composto De
N2 H4(I) +50,6
N2 H2(CH3)2(I) +48,9
H2 O(g) - 241,8
CO2(g) - 393,5
b) Suponha que você seja responsável pela escolha de uma das substâncias para ser usada como combustível por um foguete da NASA. A partir dos valores encontrados no item (a), indique qual substância você escolheria como combustível. Justifique sua resposta ao item anterior.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem duas reações envolvendo hidrazina e 1,1-dimetil-hidrazina reagindo com oxigênio para formar diferentes produtos. A matéria aqui é Termoquímica, onde vamos calcular a entalpia (ΔH) dessas reações usando as entalpias padrão de formação fornecidas. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula da variação de entalpia da reação baseada nas entalpias de formação dos reagentes e produtos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula para calcular a entalpia da reação:
De=ntes çã
Isso significa que somamos as entalpias de formação de todos os produtos e subtraímos a soma das entalpias de formação de todos os reagentes.

Passo 3

Vamos aplicar essa fórmula à Equação 1:
N2 H4(I) + O2(g) N2(g) + 2 H2 O(g)
Primeiro, identificamos as entalpias de formação ( ) dos produtos e reagentes a partir da tabela:
  • Reagentes:
    • : +50,6 kJ/mol
    • : 0 kJ/mol (porque é elemento na forma padrão)
  • Produtos:
    • : 0 kJ/mol (elemento na forma padrão)
    • : -241,8 kJ/mol

Passo 4

Agora, aplicamos os valores na fórmula:
Deçã
Calculando:
Deçã

Passo 5

Vamos agora para a Equação 2:
N2 H2(CH3)2(l) + 4 O2(g) 2 CO2(g) + 4 H2 O(g) + N2(g)
Identificamos as entalpias de formação dos reagentes e produtos:
  • Reagentes:
    • : +48,9 kJ/mol
    • : 0 kJ/mol
  • Produtos:
    • : -393,5 kJ/mol
    • : -241,8 kJ/mol
    • : 0 kJ/mol

Passo 6

Aplicamos os valores na fórmula:
Deçã
Calculando:
Deçã

Passo 7

Agora, para a parte (b), precisamos decidir qual das duas substâncias escolher como combustível para um foguete da NASA com base nos valores de entalpia encontrados.
Comparando çã e çã, vemos que a segunda reação libera muito mais energia.

Resposta

a) As entalpias das reações são:
  • Reação 1:
  • Reação 2:
b) Eu escolheria a 1,1-dimetil-hidrazina ( ) como combustível, pois a reação que a envolve libera muito mais energia ( ) comparada à hidrazina comum. Isso significa que ela proporcionaria um impulso energético maior, o que é ideal para propelir um foguete de forma eficiente.

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