O elemento ferro é encontrado na natureza sob a forma
de minérios como a hematita (Fe2 3 O ), siderita (FeCO3 ) e
até mesmo como magnetita (Fe3 4 O ) que tem propriedades
magnéticas. Uma das formas industriais de produzir o ferro
metálico é a partir da reação da hematita com monóxido de
carbono (CO) de acordo com a seguinte equação química não
balanceada:
Dados: massas molares em g/mol: C = 12; O = 16; Fe = 56.
Considere a reação completa entre 1,60 g de Fe2 3 O e 3,00 g de CO e julgue os itens de 41 a 46.
41 O reagente limitante desta reação é o monóxido de carbono.
42 A quantidade máxima de ferro metálico produzida será de 1,12 g.
43 Após a reação se completar, restará 0,58 g de monóxido de carbono no meio reacional.
44 A quantidade máxima de dióxido de carbono produzida será superior a 1,00 g.
45 Uma vez que a reação apresenta substâncias gasosas, é correto afirmar que ela não obedecerá a lei da conservação das massas de Lavoisier.
46 O balanceamento da equação com os menores coeficientes inteiros apresenta os valores de y e z iguais a 3.
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Olá, Maria Mell, tudo bem? Vamos lá!
Primeiramente, iremos balancear a equação fornecida pelo exercício, utilizando o método de balanceament redox.
Logo, temos:
Fe2O3 (s) + 3 CO (g) ? 2 Fe (s) + 3 CO2 (g)
Após balancear, julguemos o item 46: considerando a equação fornecida por você no exercício, o item estaria incorreto, tendo em vista que seria igual a 1 e - o z das alternativas -, seria igual a 2.
Em conseguinte, vejamos o item 45: outro item incorreto, haja vista que a hematita (Fe2O3) e o ferrro se apresentam no estado sólido, e, além disso, mesmo que estivessem no estado gasoso, deveriam estar de acordo com a lei de lavoisier, em um sistema devidamente preparado.
Por fim, julguemos os itens 41 a 44, em ordem, uma vez que todos se relacionam à um caráter estequiométrico.
Primeiramente, iremos determinar a massa molar (M) de todos os compostos envolvidos na reação, com base nas massas molares fornecidas no enunciado, então: Mhematita = 160 g/mol; MCO = 38 g/mol; e Mdióxido de carbono = 44 g/mol.
O item 41 questiona acerca do reagente limitante presente no processo, para encontrá-lo, iremos realizar a proporção entre os reagentes, logo:
1 mol de Fe2O3 ----- 3 mols de CO
160 g de Fe2O3 ----- 3 x 38 (= 114) g de CO
1,6 g de Fe2O3 ----- g de CO
Multiplicando cruzado, temos: , ou seja, g de CO (monóxido de carbono). O exercício cita que foram utilizados 3,0 g de monóxido de carbono na reação, logo, este reagente está em excesso, uma vez que para a equação química apresentada seriam necessários apenas 1,14 g de CO para reagir completamente com a quantidade fornecida de hematita. Com isso, o item 41 está correto. E, consequentemente, sobrariam no meio reacional 1,86 g de monóxido de carbono, portanto, o item 43 é incorreto.
Os itens 42 e 44 retratam a quantidade produzida dos compostos - ferro metálico e dióxido de carbono, respectivamente -, em gramas. Com isso, iremos determinar a quantidade produzida de ambos, com base na quantidade de hematita utilizada.
Quantidade de ferro metálico produzida:
1 mol de Fe2O3 ----- 2 mols de Fe
160 g de Fe2O3 ----- 2 x 56 (= 112) g de Fe
1,6 g de Fe2O3 ----- g de Fe
Muliplicando cruzado e resolvendo a operação, g de Fe produzidos ao fim da reação. Portanto, o item 42 está correto.
Quantidade de CO2 produzida:
1 mol de Fe2O3 ----- 2 mols de CO2
160 g de Fe2O3 ----- 2 x 44 (= 88) g de CO2
1,6 g de Fe2O3 ----- g de CO2
Multiplicando cruzado e resolvendo a operação, g de CO2 produzidos ao fim da reação. Portanto, o item 44 está incorreto.
Resumindo: 41 - CORRETO; 42 - CORRETO; 43 - INCORRETO; 44 - INCORRETO; 45 - INCORRETO; 46 - INCORRETO.
Espero que eu tenha lhe ajudado, para entender melhor este e muitos outros conteúdos, para que tu não mais precises perguntar para nós, entre em contato comigo! Vamos aprender a Química, e a APRENDER!
- Professor João Costa
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