O poder propulsor para certos foguetes é fornecido pela reação de hidrazina

Cara Maria,]

Primeiramente, devemos fazer o balanceamento da reação. Sugiro o método das tentativas. Assim, ter-se-á: 2 N2H4 + 1 N2O4 = 3 N2 + 4 H2O. Para determinarmos o volume total, devemos supor que todos os reagentes foram consumidos. Assim, tal volume será obtido a partir da contribuição dos gases N2 e H2O (na temperatura indicada, a água realmente é um gás). Então, primeiramente, deve-se encontrar o número de móis de N2 e H2O quando 10.000 g de hidrazina reagem com N2O4. Pela reação, 2 mois de N2H4 produzem 3 móis de N2 e 4 móis de água. Como a questão fornece a massa de hidrazina, devemos determinar a massa molar de hidrazina para calcularmos os móis de N2 e H2O a partir desta massa. Então, a massa molar da hidrazina é igual a 32 g / mol. Voltando à equação, são 2 móis de hidrazina, ou seja, 64 g desta produzem 3 móis de N2 e 4 móis de H2O. Como queremos saber o quanto será produzido a partir de 10.000, teremos 64 g de hidrazina para 3 móis de N2 e 10.000 g de hidrazina para x móis de N2. De forma análoga, tal cálculo é realizado para a água. Assim, encontraremos 4,69E2 móis de N2 e 6,25E2 móis de H2O. Para o cálculo do volume total, deve-se utilizar PV = nRT, embora não esteja explícito na questão. Contudo, qualquer outra equação de estado envolve constantes que não estão discriminadas na questão, portanto devemos considerar todos os gases como ideais para podermos aplicar a referida equação.

Dessa forma, resolvendo as duas regras de três, obtêm-se os seguintes valores de número de móis: 4,69E2 para o N2 e 6,25E2 para a H2O. Para determinarmos o volume total, devemos somar estes valores e inseri-los na equação PV = nRT e resolvê-la para V, lembrando que a temperatura deve ser a absoluta. O valor de V será igual a 1,59E5 L. Por sua vez, para determinarmos a pressão parcial de N2 e H2O, devemos calcular a fração molar de cada um e aplicarmos na equação Pgás = Xgás x Ptotal, sendo P pressão e X a fração molar do gás. A fração molar é a razão entre o número de móis do gás em questão e o número total de móis da mistura. Fazendo-se isso, encontram-se os valores de 0,429 de fração molar do N2 e 0,571 para a H2O. Na sequência, a pressão parcial será PN2 = 0,429 x 1 atm = 0,429 atm e PH2O = 0,571 x 1 atm = 0,571 atm.

É isso. Espero que eu não tenha sido prolixo.

Um abraço,

Ricardo