A escória formada no alto-forno é composta por:
a) Ferro metálico e carbono
b) Gusa e hematita
c) Ganga e fundente
d) Coque e sinter

Passo 1

O enunciado pergunta qual é a composição da escória formada no alto-forno e apresenta quatro alternativas:
a) Ferro metálico e carbono
b) Gusa e hematita
c) Ganga e fundente
d) Coque e sinter
A tarefa é escolher a alternativa correta explicando por que é essa e por que as outras estão erradas.

Passo 2

Vamos entender, passo a passo, o que é a escória e de onde ela vem (sem pular etapas). No alto-forno entra basicamente: minério de ferro (que contém óxidos de ferro + impurezas minerais chamadas de ganga), coque (combustível/carvão) e um fundente (normalmente calcário, que é carbonato de cálcio). Durante o aquecimento intenso ocorre:
\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2
Ou seja, o calcário se decompõe produzindo óxido de cálcio ( \text{CaO}), que é o agente químico ativo chamado fundente. O fundente ( \text{CaO}) reage com as impurezas minerais (principalmente sílica \text{SiO}_2, que faz parte da ganga) formando silicatos de cálcio líquidos, por exemplo:
\text{CaO} + \text{SiO}_2 \rightarrow \text{CaSiO}_3
Esses silicatos e óxidos formam uma fase líquida pouco densa em relação ao ferro fundido, que flutua sobre o ferro e é removida: essa fase é a escória. Então, escória = material formado pela mistura da ganga (impurezas do minério) com o fundente (produto do calcário), transformada quimicamente em compostos como silicatos.

Passo 3

Vou explicar de forma simples cada termo das alternativas para você não se confundir na prova:
  • Ganga: são as impurezas minerais que acompanham o minério de ferro (por exemplo \text{SiO}_2, aluminatos, etc.). Essas impurezas não queremos no ferro; por isso reagimos com o fundente.
  • Fundente: substância adicionada para reagir com a ganga e formar um líquido (a escória). No alto‑forno o fundente típico é o calcário, cuja fórmula é \text{CaCO}_3, que vira \text{CaO} em altas temperaturas e reage com a ganga.
  • Gusa (pig iron): é o ferro fundido que sai do alto‑forno, rico em carbono (alguns por cento). Não é escória, é o produto ferroso.
  • Hematita: é um minério de ferro ( \text{Fe}_2\text{O}_3), ou seja, matéria‑prima, não a escória.
  • Coque: é o combustível (carvão processado) usado para gerar calor e reduzir os óxidos de ferro.
  • Sinter: é um produto do beneficiamento (minério aglomerado) usado como carga no alto‑forno.

Passo 4

Agora fica claro: a escória resulta da combinação (reação) entre a ganga (impurezas) e o fundente (óxido de cálcio proveniente do calcário). As outras alternativas descrevem produtos diferentes: ferro metálico e carbono descrevem o gusa; hematita é minério; coque e sinter são combustível e carga — nenhum desses é a escória.

Resposta

c)

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