Num experimento, 1000 kg do minério hematita (
impurezas) foram reduzidos com coque, em temperatura muito elevada, segundo a reação representada a seguir:
. Supondo-se que a reação tenha sido completa, a massa de ferro puro obtida foi de 558 kg . Qual a percentagem de pureza do minério?
Passo 1
Vou identificar o que o enunciado dá e o que pede.
Dados fornecidos:
Dados fornecidos:
Reação dada (não balanceada):
O que se pede:
- A percentagem de pureza do minério, isto é, a fracção (em %) da massa do minério que é realmente
(hematita), supondo reação completa.
Passo 2
Balancear a equação química (explicando o porquê).
Queremos que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos reagentes e produtos. Observando a fórmula , há 2 átomos de Fe e 3 de O. Para transformar todo oxigénio em CO precisamos de 3 átomos de C. Assim a equação balanceada é:
Queremos que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos reagentes e produtos. Observando a fórmula
Interpretação importante: 1 mol de
produz 2 mol de
.
Passo 3
Converter a relação estequiométrica em razão de massas (a parte-chave da estequiometria).
Para isso precisamos das massas molares (explico o que é: massa molar é a massa de uma mole de partículas e nos permite transformar moles em gramas ou kg). Usarei massas atómicas típicas:
Para isso precisamos das massas molares (explico o que é: massa molar é a massa de uma mole de partículas e nos permite transformar moles em gramas ou kg). Usarei massas atómicas típicas:
Calcular a massa molar de
:
Passo 4
Calcular a massa de ferro formada por 1 mol de
.
Da equação balanceada, 1 mol de produz 2 mol de
. Então a massa de ferro produzida por 1 mol de
é:
Da equação balanceada, 1 mol de
Passo 5
Determinar a fracção (por massa) de ferro obtida a partir do minério puro
.
A razão massa de Fe produzida por massa de é:
A razão massa de Fe produzida por massa de
Arredondando convenientemente:
Isto significa que
de
rende cerca de
de Fe.
Passo 6
Calcular quanta massa de
pura foi necessária para produzir os
de Fe obtidos.
Se é a massa de hematita pura então:
Se
Isolando
:
Arredondando:
.
Passo 7
Calcular a percentagem de pureza do minério (fração de
na amostra de
).
Substituindo:
Arredondando para uma casa decimal (suficiente para testes):