Ano 2020#quimica#fase2#discursiva

Sobre o tema

Os propelentes sólidos utilizados em veículos lançadores de satélites, como o VLS brasileiro, combinam agentes oxidantes e redutores para gerar empuxo. A reação de oxirredução entre perclorato de amônio (NH4ClO4), alumínio e um ligante polimérico (como polibutadieno) libera gases quentes e produz alumina, cloreto de hidrogênio e outros produtos. O dimensionamento correto das proporções entre oxidante e redutor é crucial para evitar excesso de massa inerte, que reduziria a eficiência do foguete. Este problema aborda o cálculo da proporção mássica ideal, desconsiderando a resina, e destaca a importância da estequiometria na engenharia aeroespacial.

Tópicos relacionados

Estequiometria de propelentes sólidos
Reação de oxirredução em foguetes
Perclorato de amônio como oxidante
Combustão de alumínio em propelentes
Proporção oxidante/redutor no VLS

Enunciado

Um propelente (combustivel) utilizado nos foguetes do Veiculo Lancador de Satelites (VLS) contem aluminio, perclorato de amonia e resina de polibutadieno. Considere que esse combustivel queime conforme a reacao de oxirreducao: NH4ClO4(s) + (CH2)n(l) + 2 Al(s) -> 1/2 N2(g) + CO(g) + 5/2 H2(g) + Al2O3(s) + HCl(g). Se um dos reagentes estiver em excesso, havera peso desnecessario no foguete. Um prototipo foi desenvolvido na proporcao 4:1 em massa, entre o agente oxidante e o agente redutor, para um quilo da mistura. Desconsiderando a resina incorporada na massa deste propelente, determine:

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Perguntas frequentes

O que é um propelente sólido?

É um tipo de combustível de foguete que contém todos os componentes (oxidante e redutor) em estado sólido, formando um grão que queima de forma controlada para gerar empuxo.

Qual a função do alumínio em propelentes?

O alumínio atua como agente redutor, oxidando-se a Al2O3 e liberando grande quantidade de energia, aumentando o impulso específico do propelente.

Como se calcula a proporção mássica ideal entre oxidante e redutor?

A proporção ideal é determinada pela estequiometria da reação global, ajustando as massas para que todos os reagentes sejam consumidos sem excesso, maximizando a eficiência.