Imagine que você é uma das personagens de vingadores (filme da Marvel):
Tony Stark e sua equipe encontraram a joia do poder no planeta Alfa-47, mas a nave de vocês ficou sem combustivel. Vocês estimam que é necessário um estoque de aproximadamente 2500 a 5000 kg de hidrazina para levá-los de volta à Terra. Para produzir esse combustivel existe alguns métodos industriais, um deles utiliza a ureia para obtenção da hidrazina. Nesse método o rendimento percentual é de
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Considerando que você é um engenheiro e tem essas informações em mente. Explique, apresentando os cálculos, quantos quilogramas de ureia (
), hipoclorito de sódio (
) e hidróxido de sódio (
obtenção de 4800 kg de hidrazina (
), sabendo que o rendimento da reaçāo é de apenas
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Tony Stark e sua equipe encontraram a joia do poder no planeta Alfa-47, mas a nave de vocês ficou sem combustivel. Vocês estimam que é necessário um estoque de aproximadamente 2500 a 5000 kg de hidrazina para levá-los de volta à Terra. Para produzir esse combustivel existe alguns métodos industriais, um deles utiliza a ureia para obtenção da hidrazina. Nesse método o rendimento percentual é de
Considerando que você é um engenheiro e tem essas informações em mente. Explique, apresentando os cálculos, quantos quilogramas de ureia (
Passo 1
Então, galera! Vamos resolver um probleminha de química aqui que envolve os Vingadores precisando de combustível para voltar pra Terra. Temos que calcular quantos quilos de ureia, hipoclorito de sódio e hidróxido de sódio precisamos para fabricar 4800 kg de hidrazina, considerando que a reação tem um rendimento de 85%. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações entre as substâncias em uma reação química.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a equação química que temos:
Essa equação nos mostra que 1 mol de ureia reage com 1 mol de hipoclorito de sódio e 2 mols de hidróxido de sódio para produzir 1 mol de hidrazina.
Passo 3
Como a reação tem um rendimento de 85%, isso significa que nem toda a hidrazina que queremos será produzida; precisamos considerar essa eficiência. Para obter 4800 kg de hidrazina com 85% de rendimento, vamos calcular a quantidade teórica necessária.
Primeiro, convertemos os quilos de hidrazina para gramas, já que as massas molares estão em gramas por mol:
Agora, ajustamos pela eficiência:
Passo 4
Agora, vamos converter essa massa teórica de hidrazina em mols usando a massa molar da hidrazina (
), que é 32,04 g/mol:
Passo 5
A partir da equação balanceada, vemos que para produzir 1 mol de hidrazina, precisamos de 1 mol de ureia, 1 mol de hipoclorito de sódio e 2 mols de hidróxido de sódio. Portanto, para 176.333 mol de hidrazina, precisaríamos de:
- Ureia: 176.333 mol
- Hipoclorito de sódio: 176.333 mol
- Hidróxido de sódio:
Passo 6
Agora, vamos converter os mols desses reagentes para gramas usando suas massas molares:
- Ureia (
, MM = 60,05 g/mol):
- Hipoclorito de sódio (
, MM = 74,5 g/mol):
- Hidróxido de sódio (
, MM = 40,01 g/mol):
Passo 7
Finalmente, vamos converter esses valores para quilos:
- Ureia:
- Hipoclorito de sódio:
- Hidróxido de sódio:
Resposta
Para produzir 4800 kg de hidrazina com um rendimento de 85%, são necessários aproximadamente 10.581,72 kg de ureia, 13.127,37 kg de hipoclorito de sódio e 14.106,48 kg de hidróxido de sódio.