Dissertativa 27 - Química - ITA 2004

Um dos sistemas propelentes usados em foguetes consiste de uma mistura de hidrazina (${\mathrm{N}}_2{\mathrm{H}}_4$) e peróxido de hidrogênio (${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$). Sabendo que o ponto triplo da hidrazina corresponde à temperatura de 2,0 °C e à pressão de 3,4 mmHg, que o ponto crítico corresponde à temperatura de 380 °C e à pressão de 145 atm e que na pressão de 1 atm as temperaturas de fusão e de ebulição são iguais a 1,0 e 113,5 °C, respectivamente, pedem-se:

a) Um esboço do diagrama de fases da hidrazina para o intervalo de pressão e temperatura considerados neste enunciado.

b) A indicação, no diagrama esboçado no item a), de todos os pontos indicados no enunciado e das fases presentes em cada região do diagrama. 

c) A equação química completa e balanceada que descreve a reação de combustão entre hidrazina e peróxido de hidrogênio, quando estes são misturados numa temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm. Nesta equação, indique os estados físicos de cada substância. 

d) O cálculo da variação de entalpia da reação mencionada em c). 

Dados eventualmente necessários: variação de entalpia de formação ($∆\mathrm{H}{°}_{\mathrm{f}}$), na temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm, referem-se a: 

${\mathrm{N}}_2{\mathrm{H}}_4$(g) : $∆\mathrm{H}{°}_{\mathrm{f}}$= 95,4 kJ ${\mathrm{mol}}^{–1}$.
${\mathrm{N}}_2{\mathrm{H}}_4$(l) :$∆\mathrm{H}{°}_{\mathrm{f}}$= 50,6 kJ ${\mathrm{mol}}^{–1}$.
${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$(l) :$∆\mathrm{H}{°}_{\mathrm{f}}$= –187,8 kJ ${\mathrm{mol}}^{–1}$. 
${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$(g) : $∆\mathrm{H}{°}_{\mathrm{f}}$= –241,8 kJ ${\mathrm{mol}}^{–1}$.