Um módulo lunar usa Aerozina 50 como combustível e tetróxido de nitrogênio
como oxidante. Aerozina 50 consiste de
massa de hidrazina
e
em massa de dimetil hidrazina assimétrica ((CH3)
. Um dos principais produtos de exaustão é a água, sendo que as reações que levam a sua produção são as seguintes:
Se nós assumirmos que estas reações são as únicas onde a água foi formada, quanto de água foi produzida na subida do módulo lunar se 2200 kg de Aerozina 50 foi consumida neste processo?
de água)
Se nós assumirmos que estas reações são as únicas onde a água foi formada, quanto de água foi produzida na subida do módulo lunar se 2200 kg de Aerozina 50 foi consumida neste processo?
Passo 1
Vamos começar resumindo o que a questão nos pede. Temos um combustível chamado Aerozina 50, que é metade hidrazina (N₂H₄) e metade dimetil hidrazina assimétrica ((CH₃)₂N₂H₂) em termos de massa. Esse combustível reage com tetróxido de nitrogênio (N₂O₄) e forma água (H₂O) como um dos principais produtos de exaustão. A gente precisa descobrir quanto de água foi produzido quando 2200 kg de Aerozina 50 foram consumidos. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química, especificamente estequiometria, que nos ajuda a relacionar as quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a massa de hidrazina e de dimetil hidrazina assimétrica presente nos 2200 kg de Aerozina 50. Como Aerozina 50 é 50% de cada componente:
Passo 3
Agora, precisamos calcular quantos mols de cada combustível temos. Para isso, vamos usar a massa molar de cada composto.
-
Massa molar da N₂H₄:
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Massa molar da (CH₃)₂N₂H₂:
Convertendo as massas de kg para g:
Calculando os mols:
Passo 4
Vamos analisar as reações químicas fornecidas para ver quantos mols de água são produzidos por mol de cada combustível:
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Para a N₂H₄:Isso quer dizer que para cada 2 mols de N₂H₄ consumidos, são produzidos 4 mols de H₂O. Logo, para cada 1 mol de N₂H₄, produzimos 2 mols de H₂O.
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Para a (CH₃)₂N₂H₂:Aqui, 1 mol de (CH₃)₂N₂H₂ produz 4 mols de H₂O.
Passo 5
Agora, vamos calcular a quantidade de água produzida por cada tipo de combustível:
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A partir da N₂H₄:
-
A partir da (CH₃)₂N₂H₂:
Total de mols de H₂O produzidos:
Passo 6
Finalmente, vamos converter os mols de água para massa. A massa molar da água (H₂O) é:
Calculando a massa total de água:
Convertendo para kg:
Resposta
A produção de água na subida do módulo lunar foi de aproximadamente
kg.