Question

O urânio é um elemento cujos átomos contêm 92 prótons, 92 elétrons e entre 135 e 148 nêutrons. O isótopo de urânio é utilizado como combustível em usinas nucleares, onde, ao ser bombardeado por nêutrons, sofre fissão de seu núcleo e libera uma grande quantidade de energia (). O isótopo 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 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) ΔH = -400kJ/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?

A) 2,10

B) 7,70

C) 9,00

D) 33,0

E) 300


(Por favor, explique o raciocínio detalhadamente)

Answer 1

1º ) Encontramos a massa de U nas pastilhas:
 
     m= 0,03 x 100= 3g de U

2º) Encontramos a energia de 3g de U
  
     235g de U ---- 2,35 X $10^{10}$
     3g de U ------- X
      
     X = 3,0 x $10^{8}$ KJ

3º) Encontramos a massa de CO2 
 
     44g ----400 KJ 
     Y ------ 3,0x $10^{8}$
      
    Y= 33 toneladas 

RESPOSTA: D

 
      

Answer 2

Resposta:

D) 33,0

Explicação:

100g de pastilhas de urânio tem 3% de U-235

mu-235 = 0,03100 = 3g

235g U235 —- 2,351010kJ

3g U235—- x

x=3108kJ

Com a equação dada no problema, teremos:

MCO2=44g/mol

44 g CO2 — 400 kJ liberado

mCO2 —— 3108 kJ

mCO2=33106 g = 33 t