Pode-se interpretar um alto forno sob um ponto de vista simples como um processo no qual a reação principal é:
Fe2 O3+3 C 2 Fe+3 CO
mas algumas outras reações paralelas indesejáveis ocorrem, principalmente
Fe2 O3+C 2 FeO+CO
Após 600,0 lb de carbono (coque) serem misturadas com 1,00 t de óxido de ferro puro, Fe2 O3, o processo produz 1200,0 lb de ferro puro e 183 lb de FeO .
Calcule os seguintes itens:
d) A seletividade neste processo (de Fe com relação a FeO ).

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Estamos analisando um processo simplificado de alto forno onde a reação principal é a redução do óxido de ferro ( Fe2O3) com carbono ( C) para produzir ferro puro ( Fe) e monóxido de carbono ( CO). No entanto, também ocorre uma reação indesejável que forma óxido de ferro ( FeO) e monóxido de carbono ( CO). O conteúdo principal aqui envolve estequiometria de reações químicas e cálculo de seletividade. Para resolver, vamos precisar entender as reações envolvidas e usar os dados fornecidos para calcular a seletividade de Fe em relação a FeO.

Passo 2

Vamos começar identificando as reações envolvidas:
  1. Reação desejada:
Fe2O3 + 3,C 2,Fe + 3,CO
  1. Reação indesejada:
Fe2O3 + C 2,FeO + CO

Passo 3

A seletividade ( S) é uma medida de quão eficientemente uma reação produz o produto desejado em comparação com produtos indesejados. Ela pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
S = Quantidade de produto desejadoQuantidade de produto desejado + Quantidade de produto indesejado
No nosso caso, o produto desejado é Fe e o indesejado é FeO.

Passo 4

Primeiro, precisamos verificar as quantidades produzidas:
  • Ferro puro ( Fe): 1200,0 lb
  • Óxido de ferro ( FeO): 183 lb

Passo 5

Aplicando a fórmula da seletividade:
S = 1200,0,lb1200,0,lb + 183,lb

Passo 6

Calculando o denominador:
1200,0,lb + 183,lb = 1383,lb

Passo 7

Agora, substituímos de volta na fórmula:
S = 1200,01383 approx 0,8689

Passo 8

Para expressar a seletividade em porcentagem, multiplicamos por 100:
S approx 86,89%

Resposta

A seletividade deste processo é de aproximadamente 86,89% para Fe em relação a FeO.

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