ITA 2004 — Questão 27

Um dos sistemas propelentes usados em foguetes consiste de uma mistura de hidrazina $(\mathrm{N_2H_4})$ e peróxido de hidrogênio $(\mathrm{H_2O_2})$. Sabendo que o ponto triplo da hidrazina corresponde à temperatura de 2,0 °C e à pressão de 3,4 mm Hg, 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 $(\Delta H^\circ_\mathrm{f})$, na temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm, referente a:

$\mathrm{N_2H_4(g)}:\ \Delta H^\circ_\mathrm{f} = 95{,}4\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$.

$\mathrm{N_2H_4(\ell)}:\ \Delta H^\circ_\mathrm{f} = 50{,}6\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$.

$\mathrm{H_2O_2(\ell)}:\ \Delta H^\circ_\mathrm{f} = 187{,}8\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$.

$\mathrm{H_2O(g)}:\ \Delta H^\circ_\mathrm{f} = 241{,}8\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$.