Problema 1K.60

O funcionamento das máscaras de oxigênio pode ser explicado pelo uso de compostos capazes de liberar oxigênio ao reagirem com o gás carbônico e com a umidade do ar expirado. Um desses compostos é o superóxido de potássio, $\ce{KO2}$.

Uma reação importante é: $$\ce{4KO2 + 2CO2 -> 2K2CO3 + 3O2}$$ Essa reação mostra que o superóxido de potássio consome dióxido de carbono, gás presente no ar expirado pelo passageiro, e produz oxigênio.

Também pode ocorrer reação com a umidade: $$\ce{4KO2 + 2H2O -> 4KOH + 3O2}$$ e, em seguida, o hidróxido de potássio formado pode reagir com o dióxido de carbono: $$\ce{2KOH + CO2 -> K2CO3 + H2O}$$

Ao respirar dentro do sistema, o passageiro fornece $\ce{CO2}$ e vapor de água. Esses componentes reagem com o $\ce{KO2}$, gerando $\ce{O2}$. Assim, o dispositivo simultaneamente remove parte do $\ce{CO2}$ expirado e fornece oxigênio para a respiração.

Se a pessoa respirar muito rápido por pânico, consumirá o oxigênio disponível com maior velocidade e também produzirá maior quantidade de $\ce{CO2}$ por unidade de tempo. Embora o sistema use o $\ce{CO2}$ para gerar $\ce{O2}$, ele tem quantidade limitada de reagente. Por isso, respirar calmamente aumenta a eficiência do dispositivo e prolonga o tempo de funcionamento da máscara.

O superóxido de potássio gera oxigênio ao reagir com o gás carbônico expirado: $$\ce{4KO2 + 2CO2 -> 2K2CO3 + 3O2}$$ e também com a umidade: $$\ce{4KO2 + 2H2O -> 4KOH + 3O2}$$ Desse modo, a máscara retira parte do $\ce{CO2}$ do ar expirado e produz $\ce{O2}$. Por isso, o passageiro deve respirar normalmente e manter a calma, para não consumir o oxigênio de forma acelerada e não esgotar rapidamente o reagente do sistema.