Questão sobre cálculo estequiométrico envolvendo pastilhas de urânio, do Enem

(Enem/2015 -PPL) O urânio é um elemento cujos átomos contêm 92 prótons, 92 elétrons e entre 135 e 148 nêutrons. O isótopo de urânio ²³⁵U 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 (2,35×10¹⁰ KJ/mol). O isótopo ²³⁵U 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 ²³⁵U 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:

C_(s) + O_2(g) —> CO_2(g)    ΔH = -400 kJ/mol

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?
A) 2,10
B) 7,70
C) 9,00
D) 33,0
E) 300

RESOLUÇÃO:
Determinando a massa de Urânio em 100g de pastilha:
Como a concentração de  ²³⁵U é de 3%, em 100g da pastilha há 3g de  ²³⁵U.

Determinando a quantidade de energia liberada pela queima de uma pastilha:
235 g  ²³⁵U —— 2,35×10¹⁰ KJ
3 g ²³⁵U    ————- x    ⇒  x = 3 x 10⁸ kJ

Agora, determina-se a massa de CO₂ produzida quando se queima C para liberar 3×10⁸ kJ.
Equação fornecida:
C_(s) + O_2(g) —> CO_2(g)    ΔH = -400 kJ/mol

A massa molecular do CO₂ é de 44g/mol.
Então, para liberar 400 kJ, a massa de CO₂ liberada é de 44 g.
Logo:
44g CO₂ ————- 400 kJ
y ————————–3 x 10⁸ kJ
y = 33 x 10⁶ g  ⇒ y = 33 toneladas
Resp.: D

VEJA TAMBÉM:
– Questão resolvida sobre  estequiometria, da Fatec 2012.2