(UFPR - 2022- 2 fase)As impressionantes imagens da

(UFPR - 2022- 2ª fase)

 

As impressionantes imagens da explosão num depósito de nitrato de amônio \((NH_4NO_3, \ M= 80 \ g\cdot mol^{-1})\) no porto de Beirute mostraram o poder de detonação desse composto utilizado como fertilizante. De acordo com as informações oficiais, havia 2750 toneladas de nitrato de amônio estocadas no depósito. Com a explosão, parte da cidade foi destruída, resultando em centenas de mortos e milhares de feridos. Uma onda de choque foi sentida a mais de 200 km de distância. O nitrato de amônio à temperatura ambiente é estável, não é volátil nem inflamável, porém pode explodir se for mantido em confinamento e na presença de uma fonte de detonação. É necessário evitar temperaturas acima de 210 ºC, em que o nitrato de amônio sofre decomposição. Uma série de reações ocorre acima dessa temperatura e a principal reação envolvida na explosão do nitrato de amônio é mostrada na equação a seguir:

\(8NH_4NO_3(s) \rightarrow 5N_{2}(g)+4NO(g)+2NO_{2}(g)+16H_{2}O(g) \ \Delta H= -538 \ kJ\)

A quantidade de energia liberada numa explosão é normalmente referenciada em equivalência de tonelada de TNT (trinitrotolueno), que corresponde ao “ton”. Um “kiloton”, que equivale a 103 toneladas (de TNT), é a unidade de energia igual a 4,2 x 10¹² joules.

Dado: 1 tonelada = 10⁶ g.

 

a) Calcule a massa de \(NH_4NO_3\) que corresponde à quantidade de matéria de 8 mol presente na equação mostrada. Apresente como você calculou esse valor.

b) Considerando que apenas a reação mostrada na equação ocorra na explosão, calcule a quantidade de energia liberada (em J) a partir da massa de \(NH_4NO_3\) contida naquele depósito. Mostre os cálculos detalhadamente

c) Calcule a quantidade equivalente em kiloton (de TNT) para essa explosão. Mostre como você chegou ao valor.