Question

Cálculos estequiométricos são a base de todo processo de produção que envolva reação, haja vista resultarem em sua otimização, impactando diretamente na relação custo/benefício. Para tal, é necessário o conhecimento das fórmulas moleculares das substâncias que participam da reação, bem como a proporção entre elas. Assim, a estequiometria está baseada na relação entre as quantidades dos reagentes e produtos, resultando em equações químicas devidamente balanceadas, que traduzem o que de fato está ocorrendo dentro do reator. No balanço de materiais, a utilização da estequiometria industrial é fundamental.

Considere que determinada indústria siderúrgica produz ferro a partir da hematita (Fe2O3). O processo ocorre à batelada, e utiliza-se 5,2 toneladas de minério como ponto de partida. Sabe-se que o rendimento do processo é de 95%. A reação de obtenção do ferro a partir da hematita, que traduz o fenômeno em estudo, é a que segue:

Fe2O3 + C → Fe + CO

A quantidade de ferro produzida (em kg) por batelada é:

Dados: C=12u; O=16u; Fe=56u

Answer 1

A massa de Ferro obtida com um rendimento de 95% é de 3458 kg

Resolução do Exercício

A reação ajustada (balanceada) é:

Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO

Cálculo das massas molares de Fe2O3 e Fe

Fe2O3 = 2x56 + 3 x16 = 160 g/mol

Fe = 56 g/mol

Cálculo das massas teóricas de Fe2O3 e Fe

Fe2O3 = 160 g/mol x 1 mol = 160 g ou 160 t

Fe = 56 g/mol x 2 mol = 112 g ou 112 t

Cálculo da massa de Ferro obtida com um rendimento de 100%

160 t de Fe2O3 ============= 112 t de Fe

5,2 t de Fe2O3 ============== x

x = 5,2 x 112 / 160 = 582,4 / 160 = 3,64 t

Cálculo da massa de Ferro obtida com um rendimento de 95%

Rendimento = quantidade real produzida (m) / quantidade produzida a 100%(x)

0,95 = m/3,64 ou m = 0,95 x 3,64 = 3,458 t ou 3458 kg