Questão 105 do ENEM 2022 — Química
Os airbags de segurança dos automóveis são acionados com o impacto, que envia um sinal elétrico para o dispositivo e inicia a reação explosiva do trinitreto de sódio (NaN3), produzindo sódio metálico e nitrogênio molecular, conforme a equação: 2 NaN3 (s) → 2 Na (s) + 3 N2 (g)
O gás produzido tem função de inflar o airbag. Esse tipo de dispositivo contém, aproximadamente, 100 g de NaN3.
Considere: PV = nRT; P = 1 atm; T = 25 °C;
R = 0,0821 L atm
⋅
; 0 °C = 273 K
K mol
⋅
Massas molares: NaN3 = 65 g
; N2 = 28 g
; Na = 23 g
mol
mol
mol
Nesse dispositivo, o volume de gás produzido, em litro, é
Resolução comentada
A questão pede o volume de N₂ produzido pela decomposição de 100 g de NaN₃ a 25 °C e 1 atm. É um problema de estequiometria combinada com a equação dos gases ideais (PV = nRT).
Primeiro, a quantidade de matéria de NaN₃ e a proporção da equação 2 NaN₃ → 2 Na + 3 N₂:
n(NaN₃) = 100 g / 65 g/mol ≈ 1,54 mol
Pela proporção 2 : 3, n(N₂) = 1,54 · 3/2 ≈ 2,31 mol
Depois, convertemos a temperatura e aplicamos PV = nRT:
T = 25 + 273 = 298 K
V = nRT / P = 2,31 · 0,0821 · 298 / 1
V ≈ 56,5 L
A resposta é 56,5 L. Os valores menores resultam de erros comuns: usar a proporção 1 : 1 (que daria cerca de 37,7 L), esquecer o fator 3/2 ou trabalhar com a massa errada de N₂, e o valor maior corresponde a dobrar indevidamente a quantidade de gás.