A remoção de
de uma espaçonave tripulada pode ser feita por absorção com hidróxido de lítio, de acordo com a seguinte reação:
. Pede-se: a) Quantos kg de LiOH serão necessários por pessoa por dia, se
de
for liberado por dia por pessoa?; e b) Qual será a penalização (aumento percentual) do peso se usar-se o NaOH , que é mais barato, em lugar do LiOH ?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre como remover dióxido de carbono (
) de uma espaçonave usando hidróxido de lítio (
). Vamos precisar entender reações químicas e fazer alguns cálculos de massa para descobrir quantos quilos de
são necessários por pessoa por dia e qual seria o aumento de peso se usarmos hidróxido de sódio (
) em vez de
.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar a reação química fornecida:
Essa equação nos diz que 2 mols de
Passo 3
Sabemos que cada pessoa libera 1,0 kg de
por dia. Vamos converter essa massa para mols. Primeiro, calculamos a massa molar do
:
- Carbono ©: 12 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol × 2 = 32 g/mol
Total: 12 + 32 = 44 g/mol
Então, a quantidade de mols de
por dia por pessoa é:
Passo 4
Da reação, vemos que para cada 1 mol de
, precisamos de 2 mols de
. Então, a quantidade de mols de
necessária é:
Passo 5
Agora, vamos converter esses mols de
para massa. A massa molar do
é:
- Lítio (Li): 7 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol
- Hidrogênio (H): 1 g/mol
Total: 7 + 16 + 1 = 24 g/mol
Portanto, a massa de
necessária é:
Passo 6
Para a parte b, queremos saber o aumento percentual do peso se usarmos
em vez de
. Primeiro, encontramos a massa molar do
:
- Sódio (Na): 23 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol
- Hidrogênio (H): 1 g/mol
Total: 23 + 16 + 1 = 40 g/mol
Usando a mesma quantidade de mols (45,45 mol):
Agora, calculamos o aumento de peso:
Resposta
a) São necessários aproximadamente 1,09 kg de
por pessoa por dia.
b) A penalização do peso é de cerca de 68% se usar em vez de
.
b) A penalização do peso é de cerca de 68% se usar