A química dos fogos de artifício
Os fogos de artifício foram descobertos na China há mais de 2.000 anos e de maneira acidental
– alquimistas chineses tentavam produzir um elixir mágico e, a partir de uma mistura de mel,
enxofre e nitrato de potássio, acabaram por produzir um explosivo que é o precursor da pólvora,
utilizada até os tempos atuais. A combustão da pólvora produz energia suficiente para vaporizar
e excitar eletronicamente espécies químicas que, instáveis, emitem fótons em diferentes regiões
do espectro eletromagnético, produzindo as diferentes cores que hoje conhecemos em um
espetáculo com fogos de artifício. A combustão da pólvora pode ser representada, de maneira
simplificada, pela reação abaixo:
10KNO3(s) + 8C(s) + 3S(s) 2K2CO3(s) + 3K2SO4(s) + 6CO2(g) + 5N2(g)
Sobre o assunto e com base nas informações acima, é correto afirmar que:
01. a combustão da pólvora caracteriza um processo exotérmico.
02. para que ocorra a combustão completa de 202,2 g de nitrato de potássio, são necessários
19,2 g de carbono e 19,3 g de enxofre.
04. se 10 mol de nitrato de potássio entrarem em combustão em um sistema com excesso de
carbono e de enxofre, serão produzidos 264 g de dióxido de carbono e 280 g de nitrogênio
gasoso.
08. na combustão de um mol de nitrato de potássio, serão produzidos 11 mol de produtos
gasosos.
16. na combustão da pólvora, o carbono sofre redução, passando do estado de oxidação zero
para -2.
32. o potássio sofre oxidação no processo de combustão, convertendo-se em carbonato de
potássio e em sulfato de potássio.
Soluções para a tarefa
Resposta:
01
Explicação:
01: Toda reação de combustão libera calor, portanto, a reação descrita se encaixa como exotérmica.
02:
MM KNO3= 101g/mol
MM C= 12g/mol
MM S=32g/mol
Seguindo a reação, teremos:
10.101g --- 8.12g --- 3.32g
202,2g --- x ---- y
x= 8.12.202,2/10.101
x=19,2g de C
y= 3.32.202,2/10.101
y=19,2g de S
04:
MM CO2= 44g/mol
MM N2= 28g/mol
10 mol KNO3 --- 6.44g CO2 --- 5.28g N2
10 mol KNO3 --- 264g CO2 --- 240g N2
08:
10 mol --- 11 mol gases
1 mol --- x
x= 11/10 mol de gases
16:
NOX inicial = 0, pois se trata de uma substância simples
NOX final = +4, pois oxigênio à direita da fórmula molecular sempre possui NOX -2, multiplicando pelo índice chegamos ao NOX -4 e o único NOX possível para que a soma seja igual a zero é +4.
32:
O NOX do K não sofre nenhuma alteração durante o processo, pois como em todas as substâncias em que aparece, este elemento ocupa o lugar mais à esquerda, seu NOX se mantém +1.