Questão 8831
(Fac. Pequeno Príncipe - Medici 2016) A produção do ferro metálico ocorre através da siderurgia, a qual também produz o aço. O ferro formado nesse processo é o ferro-gusa, que contém pequenas porcentagens de carbono (cerca de 5%) e, por isso, é quebradiço. A partir dele, pode-se produzir o aço comum, que contém cerca de 98,5% de ferro, entre 0,5 e 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e fósforo. Quando atinge a pureza praticamente de 100%, ou seja, quando a porcentagem de carbono é menor que 0,5%, ele é chamado de ferro doce. Geralmente, o mineral utilizado nas siderúrgicas é a hematita e o processo de produção do ferro é feito em altos-fornos. A reação a seguir, não balanceada, demonstra a produção do ferro a partir da hematita, na qual foram utilizados 900 g de hematita, com 35% de impurezas.
Fe2O3 + C → Fe + CO2
Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa CORRETA.
Dados:
Volume molar nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) = 22,4 L.
Fe = 56; O = 16; C = 12.
Fe2O3 + C → Fe + CO2
Utilizando 640 g de hematita, serão formados 0,4 m3 de gás carbônico, medidos nas CNTP.
Neste processo, o átomo de carbono é a espécie oxidante.
No aço, temos predominantemente uma ligação covalente, ligação esta que justifica seu alto ponto de ebulição.
Os compostos silício, fósforo e enxofre são os responsáveis pela excelente condutibilidade elétrica do aço comum, o qual é classificado como substância pura composta.
Considerando os dados mencionados, conclui-se que serão formados 409,5 g de ferro metálico.
Gabarito:
Considerando os dados mencionados, conclui-se que serão formados 409,5 g de ferro metálico.
Resolução:
A reação balanceada para o processo descrito é essa:
2 Fe2O3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO2
a) 35% dos 640g de hematita são impurezas, então a massa de Fe2O3 nesses 640g é:
Da equação da reação podemos fazer a seguinte relação: 2 mol de Fe2O3, que tem massa igual à 320g de Fe2O3, formam 3 mol de CO2, que tem volume igual à 3x22,4L de CO2.
Então o volume de CO2 produzido por 416g de Fe2O3 será:
Então a alternativa a é falsa.
b) O nox do carbono muda de 0 para +4 e o nox do ferro muda de +3 para 0. Então o carbono sofre oxidação, ou seja, ele é o agente redutor. Falsa.
c) As ligações predominantes no aço são ligações metálicas. Falsa.
d) O silício, fósforo e enxofre não são bons condutores elétricos e o aço não é uma substância pura composta, é uma liga metálica. Falsa.
e) 35% dos 900g de hematita são impurezas, então a massa de Fe2O3 nesses 640g é:
Da equação da reação podemos fazer a seguinte relação: 2 mol de Fe2O3, que tem massa igual à 320g de Fe2O3, produzem 4 mol de Fe, que tem massa igual à 224g.
Então, a massa de ferro formada por 585g de Fe2O3 é:
Então a alternativa e é verdadeira.