Imagine que você busca melhorias para o processo no qual o minério de ferro contendo Fe 2 O 3 é convertido em ferro. Em seus testes você realizou a s seguinte reação em pequena escala:
Fe2 O3(s)+3 CO(g) 2 Fe(s)+3 CO2(g)
b) Se o rendimento real do ferro em nosso teste foi de 87,9 g, qual é o rendimento percentual?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente tem uma reação química onde o óxido de ferro (Fe₂O₃) é convertido em ferro (Fe) usando monóxido de carbono (CO). A nossa missão aqui é descobrir qual é o rendimento percentual do ferro que obtivemos no teste, que foi de 87,9 g. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre cálculos de rendimento percentual na química.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é rendimento percentual. Na química, o rendimento percentual nos mostra quão eficiente foi uma reação química. Ele compara a quantidade real de produto que conseguimos obter com a quantidade teórica que poderíamos obter se tudo acontecesse perfeitamente.
A fórmula para calcular o rendimento percentual é:
Rendimento Percentual = ( Rendimento RealRendimento Teórico ) times 100% ó

Passo 3

Agora, precisamos encontrar o rendimento teórico. Esse valor representa a quantidade máxima de produto (no caso, ferro) que poderíamos obter a partir dos reagentes, seguindo a estequiometria da reação.
Vamos analisar a equação química balanceada:
Fe2 O3(s) + 3 CO(g) 2 Fe(s) + 3 CO2(g)
Isso significa que 1 mol de Fe₂O₃ reage com 3 mols de CO para produzir 2 mols de Fe.

Passo 4

Para calcular o rendimento teórico, precisamos saber quantos mols de Fe₂O₃ foram utilizados na reação. Porém, como o enunciado não forneceu essa informação diretamente, vamos supor que usamos 1 mol de Fe₂O₃ para facilitar o exemplo.
Primeiro, calculamos a massa molar de Fe₂O₃:
  • Massa molar do Fe (ferro) = 55,85 g/mol
  • Massa molar do O (oxigênio) = 16,00 g/mol
Massa molar do Fe2O3 = (2 times 55,85) + (3 times 16,00) = 111,70 + 48,00 = 159,70 , g/mol

Passo 5

Agora, usando a proporção da reação:
1 mol de Fe₂O₃ produz 2 mols de Fe.
Então, se usamos 159,70 g de Fe₂O₃ (1 mol), podemos produzir:
2 , mols de Fe times 55,85 , g/mol = 111,70 , g de Fe
Esse é o rendimento teórico de ferro nessa reação: 111,70 g.

Passo 6

Agora que temos o rendimento teórico, podemos calcular o rendimento percentual usando a fórmula que mencionamos:
Rendimento Percentual = ( 87,9 , g111,70 , g ) times 100% approx 78,7%

Resposta

O rendimento percentual do ferro no teste foi de aproximadamente 78,7%.

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