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São Paulo UNICAMP 2011.2 Questão: 37 Química Geral

Em toda situação de confinamento, prevista ou acidental, como no recente desastre na mina de cobre do
Chile, sempre há grande preocupação com a revitalização do ar ambiente. O superóxido de potássio (KO₂) pode ser utilizado em dispositivos para revitalização do ar ambiente, já que ele reage com o gás carbônico, eliminando-o, e formando oxigênio gasoso como produto.

a) As equações das reações que ocorrem com o KO2 em ambiente seco e úmido são, respectivamente,

Em qual dos casos (ambiente seco ou úmido) um dispositivo contendo dióxido de potássio seria mais
eficiente para o propósito a que se destina? Justifique.

b) O esquema abaixo é de um experimento que simula a situação de confinamento. À esquerda encontra-se a fase inicial e à direita, a final. No experimento, o êmbolo contendo CO₂ é pressionado, fazendo esse gás reagir com o KO₂. Levando em conta a estequiometria da reação, complete a situação final, desenhando e posicionando corretamente o êmbolo que falta. Justifique sua resposta, considerando que a reação é completa e só ocorre enquanto o êmbolo é empurrado, que a temperatura é constante e que não há atrito no movimento dos êmbolos.

Comentários:

Resolução Unicamp

a) Considerando-se a equação química para a revitalização do ar, observa-se que a relação estequiométrica KO₂:CO₂ é de 2:1 no caso do ar seco e de 1:1 no caso do ar úmido. Isso significa que o dispositivo seria mais eficiente em atmosfera de ar úmido, pois uma mesma massa de KO₂ removeria muito mais CO₂ em ar úmido que em ar seco.

b) Na situação inicial observa-se que há um volume de CO₂ igual a 4 unidades de volume. Levando-se em conta a estequiometria da reação de revitalização para o caso do CO₂ sem umidade, serão produzidos 6 volumes de O₂.
2 v → 3v
4 v → X X= 6v