(AQ) Em uma indústria siderúrgica, a redução da hematita para a produção de ferro metálico é dada de acordo com a reação:
Qual a massa de ferro metálico, em gramas, que pode ser obtida a partir de 30 litros de monóxido de carbono nas CNTP? Dados: Volume Molar de gás nas CNTP
;
.
a) 20
b) 30
c) 40
d) 50
e) 60
a) 20
b) 30
c) 40
d) 50
e) 60
Passo 1
O enunciado pede a massa de ferro metálico que pode ser obtida a partir de
de monóxido de carbono (
) nas CNTP, usando a reação:
Informações fornecidas:
- Volume de
: . - Volume molar nas CNTP:
. - Massa atômica de
: (ou seja, massa molar ).
O que se deve responder: massa deem gramas (escolher a alternativa correta).
Passo 2
Converter o volume de
em quantidade de matéria (moles). Regra: o número de mols de um gás nas CNTP é o volume dividido pelo volume molar:
Substituindo os valores:
Breve explicação didática: isso vem do fato de que
mol de qualquer gás ideal ocupa
nas CNTP; portanto dividir o volume pelo volume de 1 mol dá quantos mols há.
Passo 3
Usar este valor na estequiometria da reação para achar os mols de
. Da equação balanceada, a relação molar é:
Logo, a quantidade de
formada é
Substituindo
:
Explicação: multiplicou-se pelos fatores estequiométricos para converter mols de
em mols de
.
Passo 4
Converter mols de
em massa usando a massa molar
. Fórmula:
Substituindo:
Simplificando:
Didática: a unidade
cancela entre
e
, sobrando gramas; o cálculo foi feito de forma exata usando frações para evitar aproximações.
Resposta
50 g (alternativa d)