17- Na obtenção de ferro-gusa no alto forno de uma siderúrgica, utilizam-se, como matériasprimas, hematita, coque, calcário e ar quente. A hematita é constituída de
e ganga (impureza ácida rica em
), sendo o calcário responsável pela eliminação da impureza contida no minério e pela formação do redutor (CO) metalúrgico para a produção de ferro-gusa, de acordo com as seguintes equações:
Nesse processo de produção de ferro-gusa, para uma carga de 2t de hematita com
de pureza, qual a quantidade necessária em quilogramas de CO ?
Passo 1
O que o enunciado pede: determinar a massa de monóxido de carbono necessária (em quilogramas) para reduzir a hematita presente numa carga de
de minério com
de pureza, usando a reação
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
Observação útil (conversão):
.
Passo 2
Calcular a massa de
pura presente na carga. Como
da carga é hematita pura,
Convertendo para quilogramas:
Passo 3
Converter a massa de
para gramas (porque molaridade usa gramas por mol):
Passo 4
Calcular a massa molar de
. A massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos que compõem a molécula (em
). Usamos
e
:
Explicação curta: isto significa que
mol de
tem massa
.
Passo 5
Calcular o número de mols de
presentes:
Comentário: fizemos a divisão massa/masa molar para obter mols; se ficar com uma calculadora, arredondei para uma casa decimal aqui.
Passo 6
Usar a estequiometria da reação para relacionar mols de
e mols de
. A equação diz que
mol de
consome
mols de
. Então
Passo 7
Calcular a massa molar do
. Usamos
e
:
Isto significa que
mol de
pesa
.
Passo 8
Calcular a massa de
necessária em gramas e converter para quilogramas:
Converter para quilogramas:
Pequena observação: devido a arredondamentos nas massas atômicas e nos cálculos intermédios, o resultado pode variar ligeiramente; em provas costuma-se aceitar
como resposta arredondada.