Question

Considere a equação global que representa a produção de ferro a partir da hematita (Fe2O3) e faça o que se pede.
6 C(s) + 2 Fe2O3(s) + 3 O2(g) -----> 4 Fe(s) + 6 CO2(g)
A) Calcule, em toneladas, a massa de ferro produzida a partir de 200 toneladas de minério com 20% de impurezas.
B) Calcule o volume de CO2 liberado na atmosfera a partir da mineração de 1,6 t de Fe2O3. Considere que o grau de pureza do minério é de 62,5% e que a transformação ocorre nas CNTP.
C) Certa indústria produziu, em um dia, 28 toneladas de ferro. Sabendo que ela utilizou 55 toneladas de minério com grau de pureza de 85%, calcule o rendimento desse processo.

Answer 1

Olá.

Vou reescrever a reação balanceada, juntamente com as quantidades que reagem dos compostos de interesse:

6 C   +  2 Fe₂O₃   +   3 O₂   -->   4 Fe   +   6 CO₂

            320 g                              224 g     6 mols

a) Sabemos que vamos utilizar 200 toneladas de Fe₂O₃  com 20% de impureza. Portanto, a massa de Fe₂O₃  que realmente irá reagir é 80%, ou seja:

200 * 80% = 200 * 0,80 = 160 toneladas

Por regra de três, temos:

320 g Fe₂O₃       ---   224 g Fe

160 ton Fe₂O₃    ---       X ton Fe

320 X = 160 * 224

X = 35840 / 320

X = 112 toneladas de ferro serão formados

b) Pela reação, percebemos que quando reagimos 320 g de Fe₂O₃ , produzimos 6 mols de CO₂. Reagiremos 1,6 t com 62,5% de pureza. Portanto, a massa real que participa da reação é:

1,6 * 62,5% = 1,6 * 0,625 = 1 tonelada

Vamos saber quantos mols serão formados reagindo 1 t = 1 000 000 g.

Assim, por regra de três, temos:

      320     g Fe₂O₃     ---    6 mols CO₂

1 000 000 g Fe₂O₃     ---     X mols CO₂

320 X = 1 000 000 * 6

X = 6 000 000 / 320

X = 18 750 mols

Porém, queremos saber o volume. Qualquer gás nas CNTP apresenta volume molar igual a 22,4 L. Portanto, sabemos que 1 mol desse gás ocupará um volume de 22,4 L.

Assim, por regra de três:

       1   mol   ---    22,4 L

18 750 mol   ---      X     L

X = 18 750 * 22,4

X = 420 000 L

c) A empresa utilizou 55 toneladas de Fe₂O₃  com 85% de pureza. Assim, a massa efetiva de Fe₂O₃  que participou da reação foi:

55 * 85% = 55 * 0,85 = 46,75 toneladas

Por regra de três, temos:

320 g Fe₂O₃       ---   224 g Fe

46,75 ton Fe₂O₃    ---       X ton Fe

320 X = 46,75 * 224

X = 10 472 / 320

X = 32,7 toneladas de ferro deveriam ser formados

A relação entre a quantidade formada e a quantidade que deveria ter sido formada nos dará o rendimento da reação:

Rendimento = (28 / 32,7) * 100

Rendimento = 85,6%

Bons estudos