ENEM 2° aplicação

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:



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?

Spoiler:

1° passo) Uma pastilha de 100 g tem 3 % de minério de urânio, 3 g por pastilha.

2° passo) A massa molar do urânio é 235, ou seja 235 g/mol, então em 3 g temos 3/235 mol.

3° passo) Multiplicamos pela energia 2,35*10^10*3/325 = 3*10^8 kJ

4° passo) 1 mol de CO2 libera 400 kJ, então dividindo 3*10^8 kJ por 400 kJ, obtemos o número de mol, que é 750000 mol. Multiplicamos por 44 g para saber a quantidade de massa, que é 44*750000 = 33000000 g = 33 toneladas.

Obrigado amigo.

Apenas um cuidado na escrita de símbolos de unidades e prefixos :

O símbolo do prefixo quilo é k (minúsculo)

Além disso, pela legislação brasileira (e internacional) é obrigatório o uso de espaço entre o número e o símbolo:

100 g , 3 g , 3 % , 235 g/mol , 3.10⁸ kJ , 400 kJ , 44 g

Corrigido Elcio. Obrigado por avisar =]