Questão 2663176

• Banca: INEP
• Órgão: ENEM
• Ano: 2015
• Provas: INEP - 2015 - ENEM - Exame Nacional do Ensino Médio - Primeiro e Segundo Dia - PPL
• Disciplina: Química
• Assuntos: Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos.; Transformações Químicas e Energia

O urânio é um elemento cujos átomos contêm 92 prótons, 92 elétrons e entre 135 e 148 nêutrons. O isótopo de urânio ²³⁵U 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 (2,35 x10¹⁰ kJ/mol). O isótopo ²³⁵U 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 ²³⁵U 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 = -400 kJ/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

Gabarito: D

Comentários

• Gente, alguém resolve essa questão por favor ?!?!?! rsrsrs

• primeiro você acha a massa de U nas pastilhas:
  
  M = 0,03 x 100 = 3g de U
  
  depois, encontra-se a energia em 3g de U: 
  
  235g de U -- 2,35x10^10            x = 3x10^8 KJ
    3g de U  -- x
  
  por fim, a massa de CO2:
  
  44g de CO2 -- -400 KJ               x = 33x10^6 = 33 ton
            y       --   3x10^8 
  
   

• PASSO 1 - No texto, é fornecido o elemento Uranio (U 235), note que o número em cima do U nos mostra a massa do elemento ( Aula de atomística ) revelando sua massa molar, ou seja, 235g/mol.

  PASSO 2 - No contexto, antes as pastilhas obtinham 0.7% de U 235, e de acordo com o texto essa concentração passou para 3 % nas pastilhas. " O isótopo 235U 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 235U para, aproximadamente, 3% nas pastilhas."

  PASSO 3 - Cada mol de U 235 libera 3,25 x 10 a décima potência de KJ.

  PASSO 4 - A reação do surgimento do CO2 é dado:

  C(s) + O2 (g) → CO2(g) ΔH = -400 kJ/mol ------- Massa molar do CO2 = 44g/mol.

  PASSO 5 - O texto quer saber quantas toneladas de CO2 são evitadas quando usamos 100g de pastilhas de U 235.

  PASSO 6 - 100g de pastilha --------- 100%

  "x" gramas de U 235 ------- 3%

  X = 3g de U 235 total nas 100 gramas de pastilha.

  PASSO 7 - 1 MOL ( 235g de U ) ----------- 2.35 X 10 a décima potência de KJ

  3g de U 235 ------------ "x" KJ

  X = 3 x 10 a oitava potência KJ.

  PASSO 8 - 44g de CO2 ------------- 400 KJ

  "x" gramas de CO2 ---------- 3 x 10 a oitava potência KJ.

  X = 33 x 10 a sexta potência de gramas de CO2 que evitamos.

  PASSO 9 - 33 x 10 a sexta potência de gramas de CO2 é igual a 33 TONELADAS.

  ESPERO TER AJUDADO A GALERA QUE FICOU EM DÚVIDA EM COMO MONTAR OS CÁLCULOS E INTERPRETAR A QUESTÃO NUM TODO.

• A concentração de U nas pastilhas enriquecidas é 3%

  3% de 100g = 3g

  Logo:

  235g de U - liberam 235.10^8 KJ

  3g de U - liberam x KJ

  x = 3.10^8 KJ

  3.10^8 KJ é a quantidade de calor liberada por cada 100 gramas de pastilha de U enriquecido. Agora é só achar a massa de CO2 que é necessária para produzir esses mesmos 3.10^8 KJ

  44g de CO2 - liberam 400 KJ

  xg de CO2 - liberam 3 .10^8 KJ

  x = 33.10^6 g de CO2 = 33t de CO2

• Vamos ser sincero? Ninguém resolve essa questão em 3 minutos.

  essas é aquela que você deixa pra fazer quando tiver sobrando tempo de prova...

• Há 3% de urânio235 na pastilha:

  100g ----- 100% da pastilha

  x ----- 3%

  x=3g

  Assim, temos 3g de urânio235 na pastilha.

  Para formar 1 mol de urânio235 são necessárias 235g desse composto. 1 mol desse composto libera 2,35x10¹º KJ.

  1mol de U235 => 235g =>2,35x10¹º KJ

  235g ----- 2,35x10¹º KJ

  3g ----- X

  X=3x10^8 KJ

  Quando 1 mol de CO2, que contém 44g, é formado são liberados 400KJ. Sendo assim, é preciso descobrir quantos gramas de CO2 seriam produzidos, caso fossem liberados 3x10^8 KJ

  44 g ------- 400KJ

  X -------- 3x10^8 KJ

  X=33 x 10^6 g

  33 x 10^6 g = 33 toneladas