Question

(ELEVA-2015) Em uma siderurgia o carvão utilizado (cujo nome é coque) tem 95% de pureza. O minério de ferro utilizado para se extrair o metal é o FeO. Normalmente ,ele vem das minas com 50% de pureza. Observe as reações do minério de ferro até chegar ao metal ferro :2C+O2-----2COFeO+CO-----Fe+CO2Se a siderúrgica possui 10 toneladas de minério de ferro e 10 toneladas de coque,quantas toneladas de ferro podem ser produzidas?A-1,22B-1,22C-3,88D-4,11E-5,44

Answer 1

As reações que ocorrem são:
2C +O2 --> 2CO             =========             2C +O2 --> 2CO   
FeO + CO --> Fe + CO2  ===(x2)===    2FeO + 2CO --> 2Fe + 2CO2

A reação global será:
2FeO + 2C + O2 --> 2Fe + 2CO2

Então para cada 2mols de FeO é necessário 2 de C, ou seja, a proporção em mols é de 1:1.

Verificamos qual deles tem em menor quantidade de mols, que será o reagente limitante e determinará a quantidade de ferro que é possível de ser produzida.

Calculamo as quantidades de mols de cada:
Temos 10 toneladas de minério de FeO com 50% de pureza, então metade dessa massa é de impurezas e metade é de FeO.
m(FeO)=10/2=5toneladas = 5000kg
A massa molar do FeO será:
MM(FeO)=56+16=72g/mol = 72kg/kmol
Então a quantidade de mols de FeO será:  n=m/MM
n(FeO)=5000/72=69,44kmol

Temos 10 toneladas de coque com 95% de pureza, calculamos a massa de carbono que há neste coque:
100% ------- 10 toneladas
95% ---------  m(C)
m(C)=95.10/100=9,5toneladas=9500kg

A massa molar do C será:
MM(C)=12g/mol = 12kg/kmol
Então a quantidade de mols de C será:  n=m/MM
n(C)=9500/12=791,67kmol

Temos muito mais mols de C do que de FeO, então o FeO é o reagente limitante. Usamos a quantidade de mols de FeO para calcular a quantidade de Fe produzida.
Pela equação da reação química, temos que cada 2mols de FeO que reagem, é gerado também 2mols de Fe. Então a quantidade de Fe gerado é giual ao de FeO que reage:
n(Fe)=69,44kmol

Calculamos a massa disso:
n=m/MM  -->  m=n.MM      MM(Fe)=56g/mol=56kg/kmol
Então:
m(Fe)=56.69,44=3888kg = 3,888 toneladas.

Alternativa correta: letra C.

Espero ter ajudado =)