Que massa de óxido de ferro (III),
, presente no minério de ferro, é necessária para produzir 10,0 g de ferro ao ser reduzida por monóxido de carbono ao metal ferro e ao gás dióxido de carbono em um alto-forno?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O problema fala sobre calcular a massa de óxido de ferro (III),
, necessária para produzir 10,0 g de ferro metálico (
) através da redução por monóxido de carbono (
) em um alto-forno. Vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que lida com as relações quantitativas entre reagentes e produtos em uma reação química.
Passo 2
Primeiro, precisamos escrever a equação química balanceada para a reação de redução do óxido de ferro (III) com monóxido de carbono. A reação é a seguinte:
Isso significa que 1 mol de
reage com 3 moles de
para produzir 2 moles de ferro e 3 moles de dióxido de carbono.
Passo 3
Vamos calcular as massas molares das substâncias envolvidas para poder relacionar massa e quantidade de matéria.
- Massa molar do
(ferro): aproximadamente 55,85 g/mol - Massa molar do
: - Ferro:
g/mol - Oxigênio:
g/mol - Total:
g/mol
- Ferro:
Passo 4
Agora, vamos usar a relação da equação balanceada para encontrar quantos gramas de
são necessários para produzir 10,0 g de
.
Primeiro, calculamos a quantidade de matéria de ferro que queremos produzir:
Segundo a equação balanceada, 2 moles de
são produzidos a partir de 1 mol de
. Então, a quantidade de
necessária é:
Passo 5
Finalmente, convertemos a quantidade de matéria de
para massa:
Resposta
Para produzir 10,0 g de ferro metálico, são necessários aproximadamente 14,3 g de óxido de ferro (III),
.
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