A remoção de CO2 de uma espaçonave tripulada pode ser feita por absorção com hidróxido de lítio, de acordo com a seguinte reação: 2 LiOH(s)+CO2(g) LiCO3(s)+H2 O(l. Pede-se: a) Quantos kg de LiOH serão necessários por pessoa por dia, se 1,0 kg de CO2 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 ( CO2) de uma espaçonave usando hidróxido de lítio ( LiOH). Vamos precisar entender reações químicas e fazer alguns cálculos de massa para descobrir quantos quilos de LiOH são necessários por pessoa por dia e qual seria o aumento de peso se usarmos hidróxido de sódio ( NaOH) em vez de LiOH.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar a reação química fornecida:
2 LiOH + CO2 LiCO3 + H2O
Essa equação nos diz que 2 mols de LiOH reagem com 1 mol de CO2.

Passo 3

Sabemos que cada pessoa libera 1,0 kg de CO2 por dia. Vamos converter essa massa para mols. Primeiro, calculamos a massa molar do CO2:
  • 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 CO2 por dia por pessoa é:
Mols de CO2 = 1000 g44 g/mol approx 22,73 mol

Passo 4

Da reação, vemos que para cada 1 mol de CO2, precisamos de 2 mols de LiOH. Então, a quantidade de mols de LiOH necessária é:
22,73 mol times 2 = 45,45 mol

Passo 5

Agora, vamos converter esses mols de LiOH para massa. A massa molar do LiOH 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 LiOH necessária é:
45,45 mol times 24 g/mol = 1090,8 g approx 1,09 kg

Passo 6

Para a parte b, queremos saber o aumento percentual do peso se usarmos NaOH em vez de LiOH. Primeiro, encontramos a massa molar do NaOH:
  • 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):
45,45 mol times 40 g/mol = 1818 g approx 1,82 kg
Agora, calculamos o aumento de peso:
1,82 kg - 1,09 kg1,09 kg times 100% approx 67,89%

Resposta

a) São necessários aproximadamente 1,09 kg de LiOH por pessoa por dia.
b) A penalização do peso é de cerca de 68% se usar NaOH em vez de LiOH.

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