quarta-feira, 29 de junho de 2016

PORCENTAGEM - 07

07) O urânio é um elemento cujos átomos contêm 92 prótons, 92 elétrons e entre 135 e 148 nêutrons. O isótopo de urânio 235U é utilizado como combustível em usinas nucleares, onde, ao ser bombardeado por nêutrons, sofre fissão do seu núcleo e libera uma grande quantidade de energia igual a 2,35 .1010 kJ/mol.
O isótopo 235U ocorre naturalmente em minérios de urânio, com concentração de apenas 0,7%. Para ser utilizado na geração de energia nuclear, o minério é submetido a um processo de enriquecimento, visando aumentar a concentração do isótopo 235U para aproximadamente, 3% nas pastilhas. Em décadas anteriores, houve um movimento mundial para aumentar a geração de energia nuclear buscando substituir, parcialmente, a geração de energia elétrica a partir da queima do carvão, o que diminui a emissão atmosférica de CO2 (gás com massa molar igual a 44 g/mol).

A queima do carvão é representada pela equação química:

C(s) + O2(g) => CO2(g)    delta H = -400 KJ/mol


Qual é a massa de CO2 , em toneladas, que deixa de ser liberada na atmosfera, para cada 100 g de pastilhas de urânio enriquecido utilizadas em substituição ao carvão como fonte de energia? 


RESOLUÇÃO

Inicialmente precisamos saber qual a quantidade de energia será liberada por uma pastilha de 100 gramas de urânio enriquecido, pois vamos considerar que este vai substituir a liberação de gás carbônico na liberação da mesma quantidade de energia.

Cálculo da quantidade de urânio enriquecido por pastilha.

100 gramas ................  100%
x gramas ...................   3%

x = 3 gramas

Cálculo da quantidade de energia liberada quando o de urânio enriquecido sofrer fissão.

Leitura molar: 2,35 .1010 kJ/mol significa que 1 mol de urânio-235 pode liberar até 2,35 .1010 kJ de energia na fissão nuclear.

1 mol de urânio enriquecido = 235 gramas

235 gramas ................ 2,35 .1010 kJ 
3 gramas ................... x kJ

x = 0,03 .1010 kJ é a energia liberada na fissão do urânio enriquecido e agora precisamos calcular a massa de gás carbônico produzida quando da queima de carvão(C) para produzir a mesma quantidade de energia.

Leitura molar: delta H = -400 KJ/mol, significa que cada mol ou 44 gramas de gás carbônico produzido ocorre liberação de 400 kJ.

44gramas ................  400kJ
x gramas ................   0,03 .1010 kJ

x = 0,0033 .1010 gramas = 33 . 106 gramas = 33 toneladas





domingo, 26 de junho de 2016

PORCENTAGEM - 06

06) A porcentagem, em massa, de etanol, em uma solução aquosa dessa substância, é igual a 46%. Calcular quantos mols tem de álcool e água por litro de solução.

Leitura ponderal: 46%, em massa , de etanol significa que 100gramas de solução aquosa tem 46gramas de etanol e a diferença é 54gramas de água.

Como o volume da solução aquosa é de 1litro ou 1000mililitros sua massa será igual a 1000gramas, considerando densidade igual a 1g/mL.

1000gramas é dez vezes maior que 100gramas, logo teremos 10 vezes mais massa de álcool e água, ou seja 460gramas de álcool e 540gramas de água.

==> Cálculo da quantidade em mols de etanol

A relação de cálculo é massa e mols de etanol.

A massa de um mol é calculada tendo a fórmula da substância, neste caso etanol.

A palavra ETANOL significa ET = 2 carbonos; AN = ligação simples entre carbonos e OL = grupo "OH" ligado no álcool em carbono saturado.

Fórmula molecular = CH3-CH2-OH => C2H6O

Massa molar = (2 .12) + (6 .1) + (1 .16) = 46gramas por mol

1 mol .............. 46g
x mol ............ 460g

x = 10mols

==> Cálculo da quantidade em mols da água

A relação de cálculo é massa e mols de água

A massa de um mol é calculada tendo a fórmula da substância, neste caso água.

Fórmula molecular = H2O

Massa molar = (2 .1) + (1 .16) = 18gramas por mol

1 mol .............. 18g
x mol ............ 540g

x = 30 mols






PORCENTAGEM - 05

05) Qual a massa de mercúrio, em quilogramas, que existe em 1 tonelada de cinábrio contendo 70% de sulfeto de mercúrio II.

RESOLUÇÃO

Leitura percentual: 70% de sulfeto de mercúrio II no cinábrio significa que cada 100 gramas de cinábrio tem 70 gramas de sulfeto de mercúrio II.
Vamos calcular para uma tonelada de cinábrio quanto tem de sulfeto de mercúrio II..

100g ...................  70 g
1.000.000g ..........  x g

x = 700.000 gramas de sulfeto de mercúrio II

Cálculo da massa de mercúrio.

Massa do sulfeto de mercúrio II = HgS = (1 .200) + (1 .32) = 232gramas de sulfeto de mercúrio II tem 200 gramas de mercúrio.

232g(HgS) .............. 200(Hg)
700.000 g (HgS) ......  x g (Hg)

x = 603.000g = 603 quilogramas