 Resoluções criada pelo CONTRAN (conselho nacional de trânsito), em 2009 e 2011, determinaram que todos os veículos fabricados no Brasil sairão equipados com airbags duplos e freios ABS, dois importantes equipamentos de segurança. O que são airbags e de que são constituídos? Os airbags são bolsas feitas de um material bastante resistente, geralmente o polímero naylon. No interior da bolsa há uma mistura de reagentes, azoteto de sódio (NaN3), nitrato de potássio (KNO3) e dióxido de silício (SiO2). O azoteto de sódio, também chamado de azida de sódio, é uma substância instável, que, quando é aquecida ou exposta a uma faísca elétrica, se decompõe formando uma grande quantidade de gás nitrogênio, que infla o airbag, e sódio metálico. 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 Como o sódio metálico é muito reativo, adiciona-se o nitrato de potássio para inativa-lo, produzindo óxido de sódio, óxido de potássio e nitrogênio. Este vai ajudar a inflar ainda mais o airbag. 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2 Os óxidos produzidos na reação acima reagem com a sílica, uma substância que também é adicionada ao airbag para produzir um vidro alcalino, o que reduz os riscos de contaminações e ferimentos ocasionados pelos vazamentos dessas substâncias químicas. Depois disso, o airbag é esvaziado através de furos existentes na parte de trás ou lateral da bolsa e ,à medida que esvazia, também absorve o impacto do corpo. Todas essas reações ocorrem em frações de segundos, chegando a uma velocidade de aproximadamente 300 km/h. Desde 1995, os airbags são obrigatórios nos Estados Unidos e ,após doze anos de sua utilização, estatísticas mostram que 15 mil vidas foram salvas através deste equipamento, o que comprova sua eficiência. Figura 1: Representação dos mecanismos de um airbag. Como funciona um airbag? O airbag funciona em caso de colisão, através de sensores que são distribuídos em partes específicas do carro e que serão acionados quando for detectado uma forte desaceleração do veículo. Após o acionamento, são emitidos sinais para uma unidade de controle, onde é detectado qual sensor foi atingido, para em seguida ativar o airbag mais adequado. REFERÊNCIAS Química do airbag. Disponível em: <https://www.infoescola.com/curiosidades/quimica-do-airbag/>. Acesso em 01/01/2018 Química dos airbags. Disponível em: < http://alunosonline.uol.com.br/quimica/quimica-dos-airbags.html> Acesso em 01/01/2018 Imagem: fonte: http://alunosonline.uol.com.br/quimica/quimica-dos-airbags.html. Acesso em 01/01/2018. a) A variação da energia cinética será calculada por: ΔE = EFINAL – EINICIAL. A energia cinética final deve ser nula, uma vez que o motorista irá parar (vFINAL = 0). Sendo assim, podemos escrever que: ΔE = – EINICIAL ΔE = - (m.v2) ÷ 2 ΔE = - (60.102) ÷ 2 ΔE = - (60. 100) ÷ 2 ΔE = - 6000 ÷ 2 ΔE = - 3000 J b) Sabendo que a velocidade inicial do motorista é de 10 m/s, a velocidade final é nula e o tempo de contato entre ele e a bolsa do airbag é de 0,2 s, podemos aplicar a função horária da velocidade para o movimento uniformemente variado e determinar a aceleração média desse motorista. V = V0 + a.t Como ocorre uma desaceleração, o sinal dessa grandeza deve ser negativo: V = V0 - a.t 0 = 10 – a.0,2 0,2.a = 10 a = 10 ÷ 0,2 a = 50 m/s2 c) Segundo o enunciado, a azida de sódio será decomposta e formará nitrogênio (N2) e sódio metálico (Na). Sendo assim, podemos escrever a equação já devidamente balanceada da seguinte forma: 2 NaN3(s) → 2 Na(s) + 3 N2(g) d) Para encontrar o volume do gás nitrogênio, podemos utilizar a equação de Clapeyron: P. V = N . R . T P: Pressão – 1 atm V: Volume - ? N: Número de mol – Não informado! R: Constante universal dos gases: R = 0,08 atm.L/mol.K T: Temperatura – 27 °C = 273 + 27 = 300 K Determinando o número de mol (N): O número de mol é definido como a razão da massa total da substância (m) pela sua massa molar (M). A massa considerada de nitrogênio pode ser calculada a partir da reação química de decomposição da azida. Na reação vemos que 2 mols de azida geram 3 mols de nitrogênio. Sendo assim, podemos escrever: 2 NaN3 → 3 N2 2 ( 23g/mol + 3 . 14g/mol) → 6 . 14 g/mol Vemos que 130 g de azida (NaN3) geram 84 g de nitrogênio, logo, 65 g de azida resultarão em 42 g de nitrogênio. Finalmente, pode-se aplicar a equação de Clapeyron: P. V = N . R . T 1 . V = (42 ÷ 28) . 0,08 . 300 V = 1,5 . 0,08. 300 V = 36 L Voltar a questão Qual a reação química que ocorre em um airbag?A principal reação envolvida é a decomposição térmica da azida de sódio que gera o gás azoto, que é responsável pela expansão do airbag. A azida de sódio possui fórmula NaN3, essa substância é acoplada à bolsa plástica (airbag) que fica embutida nos painéis do automóvel.
Qual a composição química do airbag?Os airbags são bolsas feitas de um material bastante resistente, geralmente o polímero naylon. No interior da bolsa há uma mistura de reagentes, azoteto de sódio (NaN3), nitrato de potássio (KNO3) e dióxido de silício (SiO2).
Qual a equação formada pelo acionamento dos dispositivos airbags?NaN3 -> 2Na 3N2.
Qual a grandeza física que faz o airbag ser eficiente em uma colisão?m/s, que nada mais é do que sua variação da quantidade de movimento. Quanto maior a velocidade do veículo antes da colisão, maior o impulso necessário para parar o motorista.
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Observe a equação química que representa a reação no interior do airbag NaN3 n2 na
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