FAMERP 2023: Atualmente os carros apresentam uma série de dispositivos de segurança contra acidentes e danos

FAMERP 2023:  Atualmente os carros apresentam uma série de dispositivos de segurança contra acidentes e danos, sendo um dos mais notáveis os...

FAMERP 2023: Atualmente os carros apresentam uma série de dispositivos de segurança contra acidentes e danos, sendo um dos mais notáveis os airbags, que são bolsas de ar que se enchem quase que instantaneamente (30 ms) em caso de colisão ou desaceleração brusca.

O funcionamento do airbag é iniciado quando um sensor detecta uma desaceleração brusca e aciona um faiscador que detona azida de sódio (NaN3, massa molar = 65 g/mol) que prontamente se decompõe, gerando gás nitrogênio (N2, massa molar = 28 g/mol).

Os sistemas também apresentam óxido férrico (Fe2O3, massa molar = 160 g/mol) para reagir com o metal sódio gerado, evitando a presença de componentes cáusticos no interior do airbag. A reação global desse processo é representada pela equação a seguir.

6NaN3 (s) + Fe2O3 (s) ⟶ 3Na2O (s) + 2Fe (s) + 9N2 (g)

Considere que o airbag do volante de determinado veículo possui 65,6 L de volume quando inflado e que a constante universal de gases seja 0,082 atm·L/mol·K.

a) Quantas substâncias simples e quantas substâncias compostas estão representadas na equação da reação global? Calcule a quantidade de matéria de gás necessária para encher o airbag de 65,6 L a 27 ºC com pressão de 1,2 atm.

b) Determine a massa mínima de azida de sódio necessária para produzir 126 g de gás nitrogênio em um sistema que contém 100 g de Fe2O3. Determine a massa de excesso de óxido férrico (Fe2O3) nessas mesmas condições.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a) substância simples: 2 (Fe e N2) substância composta: 3 (NaN3, Fe2O3, Na2O)

PV = n R T

1,2 atm 65,6 L = n (0,082 atm . L / mol . K) 300 K

n = 3,2 mol

b) 6 NaN3 9 N2

6 . 65 g –––––– 9 . 28 g

x –––––– 126 g

x = 195 g

6 NaN3 Fe2O3

6 . 65 g –––––– 160 g

195 g –––––– y

y = 80 g

Excesso de Fe2O3 : 100 g – 80 g = 20 g

PRÓXIMA QUESTÃO:

- FAMERP 2023: Pilhas são dispositivos em que, a partir de uma reação de oxirredução espontânea, gera-se corrente elétrica.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova FAMERP (Vestibular 2023) com Gabarito e Resolução