- 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.
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.
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):
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):
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):
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):
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):
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):
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):
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):
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
b) Com hidrogênio: CuO + H₂ → Cu + H₂O
c) Com alumínio (termita): Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃
d) Alta temperatura (decomposição): 2HgO → 2Hg + O₂