O ferro é produzido no Alto Forno pela redução de minério de ferro tendo como agentes redutores o carbono e o monóxido carbono. Suponha as seguintes reações para descrição do processo:
I) FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
II) FeO(s)+C(s) Fe(s)+CO(g)
O montante de monóxido de carbono necessário para a reação I pode ser fornecido exclusivamente pela reação II?
Considerações:
i) O minério de ferro, wustita ( FeO ), existente no processo é reduzido a ferro pelo monóxido de carbono (reação I) e pelo carbono (reação II) em proporções iguais, isto é, 50 % - 50 %;
ii) os rendimentos em Fe nas reações I e II são de 100%

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos o processo de produção de ferro no Alto Forno, onde o minério de ferro (FeO) é reduzido usando dois agentes redutores: carbono © e monóxido de carbono (CO). As reações envolvidas são:
  1. Reação I: FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)
  2. Reação II: FeO(s) + C(s) Fe(s) + CO(g)
A pergunta é: O montante de monóxido de carbono necessário para a reação I pode ser fornecido exclusivamente pela reação II?
Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre reagentes e produtos nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar as duas reações:
  • Reação I: Cada molécula de FeO reage com uma molécula de CO para produzir uma molécula de Fe e uma molécula de CO₂.
    FeO + CO Fe + CO2
  • Reação II: Cada molécula de FeO reage com uma molécula de C para produzir uma molécula de Fe e uma molécula de CO.
    FeO + C Fe + CO

Passo 3

A questão diz que o FeO é reduzido em proporções iguais por CO e C, ou seja, 50% por cada agente redutor. Isso significa que, para cada 2 mols de FeO, 1 mol será reduzido pela Reação I e 1 mol será reduzido pela Reação II.
Vamos considerar 2 mols de FeO para facilitar os cálculos:
  • Reação I: 1 mol de FeO reage com 1 mol de CO.
  • Reação II: 1 mol de FeO reage com 1 mol de C, produzindo 1 mol de CO.

Passo 4

Agora, vamos ver a quantidade de CO necessária e a quantidade de CO produzida:
  • Necessidade de CO na Reação I: Para 1 mol de FeO na Reação I, precisamos de 1 mol de CO.
  • Produção de CO na Reação II: Para 1 mol de FeO na Reação II, produzimos 1 mol de CO.

Passo 5

Observamos que a quantidade de CO produzida na Reação II (1 mol) exatamente corresponde à quantidade de CO necessária na Reação I (1 mol). Isso significa que o CO produzido pela Reação II pode ser totalmente utilizado na Reação I.

Resposta

Sim, o montante de monóxido de carbono necessário para a Reação I pode ser fornecido exclusivamente pela Reação II.

Exercícios relacionados