A redução de 15 kg de óxido de ferro (III) -Fe2 O3 em um alto-forno produziu 8,8 kg de ferro na reação abaixo. Qual é o rendimento percentual de ferro?
Fe2 O3(s)+3 CO(g) 2 Fe(s)+3 CO2(s)

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que está sendo pedido. Temos 15 kg de óxido de ferro (III), representado por Fe2O3. Nessa reação de redução no alto-forno, foram produzidos 8,8 kg de ferro ( Fe). Nosso objetivo é calcular o rendimento percentual dessa reação, ou seja, descobrir quanto do ferro que teoricamente poderia ser produzido realmente foi obtido.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria, que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e produtos nas reações químicas.

Passo 2

Vamos começar determinando a massa molar dos compostos envolvidos na reação.
  • Massa molar do ferro (Fe): aproximadamente 55,85 g/mol
  • Massa molar do oxigênio (O): aproximadamente 16,00 g/mol
Agora, calculamos a massa molar do óxido de ferro (III), Fe2O3:
Massa molar de Fe2O3 = 2 times 55,85 , g/mol + 3 times 16,00 , g/mol = 111,7 , g/mol + 48,0 , g/mol = 159,7 , g/mol

Passo 3

Agora, vamos converter a massa de Fe2O3 utilizada (15 kg) para gramas e depois para moles:
15 , kg = 15.000 , g
Número de mo<=s de Fe2O3 = massamassa molar = 15.000 , g159,7 , g/mol approx 93,89 , mol ú

Passo 4

Vamos analisar a equação química balanceada:
Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2
Isso significa que 1 mol de Fe2O3 produz 2 mols de ferro (Fe). Portanto, a quantidade teórica de ferro que poderia ser produzida é:
2 times 93,89 , mol = 187,78 , mol

Passo 5

Agora, vamos converter os moles de ferro para massa:
Massa molar do Fe = 55,85 , g/mol
Massa teórica de Fe = 187,78 , mol times 55,85 , g/mol approx 10.490 , g = 10,49 , kg ó

Passo 6

Finalmente, calculamos o rendimento percentual utilizando a fórmula:
Rendimento (%) = ( massa obtidamassa teórica ) times 100 ó
Rendimento (%) = ( 8,8 , kg10,49 , kg ) times 100 approx 83,90%

Resposta

O rendimento percentual de ferro é aproximadamente 83,90%.

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