1. Existem quatro métodos gerais de redução de óxidos para obtenção industrial dos metais utilizando:
    a) carvão,
    b) hidrogênio,
    c) alumínio e
    d) aquecimento do óxido a altas temperaturas. Exemplifique cada caso.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede. A questão é sobre processos de redução de óxidos para obter metais na indústria. São quatro jeitos:
a) usando carvão (na prática, monóxido de carbono gerado pelo coque)
b) usando hidrogênio
c) usando alumínio (reação aluminotérmica)
d) só aquecendo o óxido bem alto pra ele “se decompor”
O conteúdo é Reações de Redução-Oxidação aplicadas à extração de metais. Vamos precisar entender o que é agente redutor, como escrever a reação em LaTeX e por que cada método funciona.

Passo 2

Método com carvão (Co):
Teoria rápida: carvão © ou melhor, o monóxido de carbono (CO) gerado na fornalha, é agente redutor porque “pega” oxigênio do óxido do metal, virando CO₂.
Exemplo clássico com óxido de ferro(III):
Fe2O3 + 3,CO ;longrightarrow; 2,Fe + 3,CO2
Aqui o CO retira o oxigênio do Fe₂O₃, deixa o ferro metálico e vira dióxido de carbono.

Passo 3

Método com hidrogênio (H₂):
Teoria rápida: o hidrogênio tem afinidade pelo oxigênio, forma água (H₂O) e libera o metal. Funciona bem com óxidos não muito estáveis.
Exemplo com óxido de cobre(II):
CuO + H2 ;longrightarrow; Cu + H2O
O H₂ “puxa” o oxigênio do CuO, vira água e o cobre fica livre como metal.

Passo 4

Método aluminotérmico (Al):
Teoria rápida: o alumínio é um redutor fortíssimo. Na reação, o Al “rouba” oxigênio do óxido, formando óxido de alumínio (Al₂O₃) e liberando o metal desejado. É bem exotérmico (solta muita energia).
Exemplo com óxido de ferro(III):
Fe2O3 + 2,Al ;longrightarrow; 2,Fe + Al2O3
Essa é a famosa “reação termita”, usada em soldagens e ferrovias.

Passo 5

Método de aquecimento a altas temperaturas (decomposição térmica):
Teoria rápida: alguns óxidos são instáveis quando aquecidos muito (têm entalpia de formação baixa) e se decompõem sozinhos, liberando o metal e oxigênio.
Exemplo com óxido de mercúrio(II):
2,HgO ;xrightarrowDe
Ao aquecer HgO, ele se divide em mercúrio líquido e gás oxigênio, sem precisar de outro redutor.

Resposta

a) Com carvão (CO): Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
b) Com hidrogênio: CuO + H₂ → Cu + H₂O
c) Com alumínio (termita): Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃
d) Alta temperatura (decomposição): 2HgO → 2Hg + O₂

Exercícios relacionados