Gabarito disponível
Na pesquisa espacial e na indústria aeroespacial, são utilizadas tanto misturas combustíveis sólidas como misturas combustíveis líquidas, cada uma apresentando vantagens e desvantagens. Como exemplo de mistura combustível sólida bastante utilizada em foguetes lançadores de satélites, tem-se a combinação de perclorato de amônio (NH₄CℓO₄) e alumínio (Aℓ), na qual ocorre a reação:
6NH₄CℓO₄ + 10Aℓ ⟶ 5Aℓ₂O₃ + 3N₂ + 6HCℓ + 9H₂O
A principal desvantagem da utilização dessa mistura é a produção de ácido clorídrico (HCℓ) como resíduo, sendo esse o principal motivo pelo qual as áreas de lançamento de foguetes com esse propulsor sólido passam por rigorosos monitoramentos ambientais após a partida desses foguetes. Considere que um foguete lançador de satélites consome, em cada lançamento, 2 000 kg de alumínio metálico (M = 27 g/mol), e que são produzidos 1 460 kg de HCℓ (M = 36,5 g/mol) após o consumo total do combustível. Nessas condições, a pureza do alumínio utilizado é igual a
6NH₄CℓO₄ + 10Aℓ ⟶ 5Aℓ₂O₃ + 3N₂ + 6HCℓ + 9H₂O
A principal desvantagem da utilização dessa mistura é a produção de ácido clorídrico (HCℓ) como resíduo, sendo esse o principal motivo pelo qual as áreas de lançamento de foguetes com esse propulsor sólido passam por rigorosos monitoramentos ambientais após a partida desses foguetes. Considere que um foguete lançador de satélites consome, em cada lançamento, 2 000 kg de alumínio metálico (M = 27 g/mol), e que são produzidos 1 460 kg de HCℓ (M = 36,5 g/mol) após o consumo total do combustível. Nessas condições, a pureza do alumínio utilizado é igual a
Resolução comentada
Estequiometria com pureza: o HCl produzido indica quanto Al reagiu, e a razão com os 2 000 kg dá a pureza.
1 460 kg de HCl correspondem a 40 000 mol (1 460 000 g ÷ 36,5). Pela proporção 10 Al : 6 HCl, reagiram 40 000 × 10/6 ≈ 66 667 mol de Al, o que dá 1 800 kg (66 667 mol × 27 g/mol). A pureza é 1 800/2 000 = 90%.
Análise das alternativas
B), C), D) e E) Erradas: não correspondem à razão 1 800/2 000 e resultam de erro na proporção estequiométrica ou no cálculo das massas.
Referência: Estequiometria; grau de pureza
Resolução comentada do VaiConcursos.