Os processos mais importantes de redução da hematita que ocorrem no altoforno podem ser representados por:
Considerando-se o teor de carvão utilizado igual a 100% de carbono e o teor de hematita igual a 80% em óxido de ferro (III), quantos quilogramas de carvão serão necessários para reduzir uma tonelada de minério de ferro? Dados:
16;
.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos que calcular a quantidade de carvão necessária para reduzir uma tonelada de minério de ferro (hematita) no altoforno. Os principais processos envolvidos são as reações químicas entre carbono (
) e o óxido de ferro (III) (
). Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que nos ajudam a relacionar as quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a massa molar dos compostos envolvidos:
Agora, calculamos a massa molar da hematita (
):
Passo 3
Como a hematita representa 80% do óxido de ferro no minério, vamos considerar 1 tonelada de minério. Primeiro, calculamos a massa de
nessa tonelada:
Convertendo para gramas:
Passo 4
Vamos calcular a quantidade de mols de
presentes em 800.000 g:
Passo 5
Analisando a reação química:
Para cada mol de
, são necessários 3 mols de
. E pela primeira reação:
Veja que 2 mols de
produzem 2 mols de
, ou seja, 1 mol de
gera 1 mol de
. Portanto, para 3 mols de
, precisamos de 3 mols de
.
Passo 6
Calculando a quantidade total de mols de
necessária:
Passo 7
Agora, vamos converter os mols de carbono para massa:
Convertendo para quilogramas:
Resposta
Serão necessários 180 quilogramas de carvão para reduzir uma tonelada de minério de ferro.
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)
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