Um processo metalúrgico alimenta 2 toneladas de
de conversão segundo a reação:
Determine:
a) Massa de ferro produzida
b) Volume de CO consumido
c) Volume de
gerado
Determine:
a) Massa de ferro produzida
b) Volume de CO consumido
c) Volume de
Passo 1
O enunciado nos dá:
- Matéria-prima alimentada:
toneladas de . - Conversão do processo:
. - Reação química (estequiometria):
O que se pede:
(a) massa de ferro produzida;
(b) volume de consumido (em
);
(c) volume de gerado (em
).
(a) massa de ferro produzida;
(b) volume de
(c) volume de
Informações relevantes que usarei (valores padrão):
- Massa inicial de
: . - Massas atômicas aproximadas usadas:
, . - Volume molar à temperatura e pressão normais (Nm):
.
Passo 2
Converter a massa de
em número de mols.
Primeiro calcule a massa molar de
:
Explicação curta: massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos da fórmula; ela diz quantos gramas correspondem a 1 mol daquela substância.
Agora número de mols de
alimentado:
Como a conversão é
, os mols que reagem são:
Passo 3
Determinar a quantidade de ferro produzida (mols e massa), usando a estequiometria da reação.
Da reação,
mol de
rende
mols de
. Então:
Massa molar do ferro:
. Logo a massa de ferro produzida é:
Convertendo para quilogramas:
Breve comentário didático: multiplicar mols pela massa molar dá a massa produzida; a relação vem direto da definição de mol.
Passo 4
Determinar o volume de
consumido (em
).
Da reação,
mol de
consome
mols de
. Assim:
Converter mols em volume nas condições normais (Nm): usar o volume molar
.
Explicação didática: à T e P normais, cada mol de gás ocupa
; multiplicando pelos mols obtém-se o volume em metros cúbicos normais.
Passo 5
Determinar o volume de
gerado (em
).
Da reação, a razão molar
é
, ou seja, para os mols reagidos de
obtém-se
mols de
. Logo:
O volume é então
Observação: como a estequiometria consome e gera o mesmo número de mols gasosos (
mols), os volumes de
consumido e
gerado são iguais nas mesmas condições normais.
Passo 6
Resumo numérico (arredondado a duas casas decimais quando apropriado) e checagem rápida:
- Mols iniciais
: . - Mols reagidos (
): . - Massa de
: . - Volume
consumido: . - Volume
gerado: .
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)