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Questão FC446336

O desenvolvimento de um modelo de aprendizado de máquina permitiu a identificação de novos compostos explosivos. O modelo foi utilizado com dados termoquímicos e modelagem de explo

Química

CEBRASPE (CESPE) · 2024

O desenvolvimento de um modelo de aprendizado de máquina permitiu a identificação de novos compostos explosivos. O modelo foi utilizado com dados termoquímicos e modelagem de explosões para prever o calor de explosão (ΔHe), considerada a propriedade chave para a avaliação da performance energética de compostos. O ΔHe é relacionado às entalpias-padrão de formação (ΔHf) dos participantes da reação de acordo com a equação a seguir, em que \(\sum_{p=1}^N\, \triangle H_f\) representa o somatório das entalpias-padrão de formação dos produtos e \(\sum_{r=1}^N\, \triangle H_f\) , o somatório das entalpias-padrão de formação dos reagentes.

 

\(\triangle H_e - \left( \sum_{p=1}{N} \triangle H_f - \sum_{r=1}^{N} \triangle H_f \right)\)

A explosão do composto RDX (C3H6N6O6) ocorre por meio da reação a seguir representada.

 

C3H6N6O6 (s) → 3 CO (g) + 3 H2O (g) + 3 N2 (g)

A partir de uma base de 140 milhões de moléculas, o modelo identificou centenas de compostos com desempenho equivalente ou superior ao TNT, tais como nitrato de ureia, 2,4-dinitrofenil-hidrazina (DNPH) e 1,1-diamino-2,2-dinitroeteno. A rota sintética de obtenção do composto DNPH é representada pelo esquema a seguir.

 

A partir dessas informações e considerando que o volume molar de um gás ideal nas CNTP seja 22,4 L e que todos os gases se comportem de forma ideal, julgue o item que se segue.

 

Considere que a entalpia de formação (ΔHf) do RDX seja +83,82 kJ/mol e que os valores de ΔHf para CO, H2O e N2 sejam, respectivamente, −111,8 kJ/mol, −240,6 kJ/mol e 0,0 kJ/mol. Nessas condições, o calor liberado pela detonação de 1 kg de RDX será inferior a 5.000 kJ.

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Gabarito

Errado

Comentário do professor

Procedimento: Calcule \( \Delta H_e=\sum\Delta H_f(\text{produtos})-\sum\Delta H_f(\text{reagentes})\).

Produtos: \(3\ \text{CO}+3\ \text{H}_2\text{O}+3\ \text{N}_2\): \(\sum\Delta H_f=3(-111{,}8)+3(-240{,}6)+3(0)=-1057{,}2\ \text{kJ/mol}\).

Reagente (RDX): \(\sum\Delta H_f=+83{,}82\ \text{kJ/mol}\). Logo \( \Delta H_e=-1057{,}2-83{,}82=-1141{,}02\ \text{kJ/mol}\) (liberados ≈1141,02 kJ por mol).

Massa molar RDX ≈ \(222{,}12\ \text{g/mol}\), então \(n=1000/222{,}12\approx4{,}50\ \text{mol}\). Energia por 1 kg: \(1141{,}02\times4{,}50\approx5134{,}6\ \text{kJ}\).

Conclusão: A liberação é superior a 5.000 kJ, portanto a afirmação é errada.

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