(MACKENZIE - SP) O ferro é um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre. Em Carajás, o principal minerio de ferro ê a hematita, substância constituida, principalmente, por óxido férrico (ou óxido de ferro III), cuja fórmula é:
a) FeO .
b)
.
c)
.
d)
e)
.
a) FeO .
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado pede que identifiquemos a fórmula do óxido férrico (óxido de ferro III), chamado hematita. As informações relevantes são: o nome “óxido férrico” e as alternativas dadas. As alternativas são:
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 2
Entender o que significa “ferro III” (férrico) é crucial. Quando o enunciado diz “ferro III” quer dizer que o ferro está no estado de oxidação
. Em química isso se escreve como o íon
.
Também precisamos saber a carga típica do oxigênio em óxidos: o oxigênio em óxidos tem carga , ou seja, o íon é
.
Resumo: cada átomo de ferro faz e cada átomo de oxigênio dá
.
Também precisamos saber a carga típica do oxigênio em óxidos: o oxigênio em óxidos tem carga
Resumo: cada átomo de ferro faz
Passo 3
Para formar um composto iônico neutro, a soma das cargas positivas deve ser igual à soma das cargas negativas (ou seja, carga total zero). Se colocarmos
átomos de
e
átomos de
, a condição de neutralidade é:
porque
é a carga positiva total e
é o valor absoluto da carga negativa total.
Passo 4
Agora resolvemos a equação diofântica
em inteiros positivos mínimos. Podemos escrever:
para que
seja inteiro,
precisa ser múltiplo de
. Tomando o menor múltiplo não nulo,
, obtemos:
Portanto o menor par de inteiros positivos que satisfaz a neutralidade é
e
. Isso dá a fórmula com razão mínima entre átomos:
.
Passo 5
Um método prático (cruzamento de cargas) também dá o mesmo resultado: escrevemos as cargas
e
, e “cruzamos” para obter subscritos
e simplificamos se possível (aqui já está na menor razão).
Vamos checar por que as outras alternativas estão erradas:
Vamos checar por que as outras alternativas estão erradas:
- a)
: corresponde a combinado com (ferro II), não ferro III. - b)
: com e daria carga total , não neutra. - c)
: com um para três daria (para neutralizar três oxigênios seriam necessários com carga , o que não é o caso de “ferro III”). - e)
: daria carga total , também não neutra.
Portanto a única alternativa que respeita ferro no estado, oxigênio em e neutralidade é .
Passo 6
Pequeno reforço prático que ajuda em provas: ao ver “óxido de X (estado n)”, pense no íon do metal com carga
e no oxigênio com carga
. Iguale cargas e simplifique para os menores inteiros. Exemplo rápido: óxido de ferro II (ferro
) seria
porque
contrabalança
. No nosso caso, ferro
e oxigênio
levam a
. Vai dar certo na prova — respire fundo e confia no método!
Resposta
(d)