IDNLearner.com, seu guia para respostas precisas e rápidas. Nossos especialistas fornecem respostas rápidas e precisas para ajudá-lo a compreender e resolver qualquer problema que você enfrente.
Sagot :
Resposta: O Ferro (Fe) é o 4º elemento mais abundante na crosta terrestre, porém não é encontrado isolado
na natureza, podendo ser extraído de minérios como a hematita (Fe2
O3
), magnetita (Fe3
O4
), pirita
(FeS2
), siderita (FeCO3
) e limonita (Fe2
O3
.H2
O).
O processo mais empregado para a produção do ferro é o alto forno, no qual é usado o carvão coque,
rico em carbono(C). A queima desse carvão tem a função de fornecer energia para a transformação
e interagir com o oxigênio(O2
) para formação de monóxido de carbono(CO), representada na reação:
2 C(s) + O2(g) → 2 CO(g) + energia
O monóxido de carbono formado reage com o óxido de ferro (FeO) formando o ferro metálico:
FeO(s) + CO(g) + energia → Fe(l) + CO2(g)
Nessa produção ,adiciona-se também o calcário (CaCO3 ), que devido ao calor do alto forno,
decompõe-se em óxido de cálcio(CaO ) e gás carbônico(CO2 ):
CaCO3(s) + energia → CaO(s) + CO2(g)
O óxido de cálcio (CaO) interage com as impurezas do minério, como dióxido de silício (SiO2 ),
formando a escória (CaSiO3 ), que é separada do ferro gusa ou ferro de primeira fusão. A escória
é utilizada pela indústria para a fabricação de cimento. Mesmo após esse processo, o ferro gusa
apresenta alguns contaminantes, como traços de carbono (C), silício (Si) e fósforo (P), essa com-
posição torna o ferro quebradiço.
O ferro gusa é levado para a aciaria, que é uma unidade da siderúrgica, na qual ocorre a transfor-
mação de ferro gusa em aço, através da retirada das impurezas e adição de outros compostos,
como o níquel (Ni), cromo (Cr), molibdênio (Mo) e manganês (Mn), produzindo diversos tipos de
aços com características bem distintas.
a) Destaque as matérias-primas que
são utilizadas na produção. Es-
creva o nome e a fórmula.
Minério de ferro(hematita): Fe2
O3
Carvão mineral/carvão vegetal: C
Calcário (carbonato de cálcio): CaCO3
b) Escreva as transformações quí-
micas envolvidas no processo.
Destaque os reagentes e os pro-
dutos e classifique as reações
(endotérmicas ou exotérmicas).
Formação do ferro gusa:
I) 2 C + O2 → 2 CO + energia (reação exotérmica)
Reagentes: carvão mineral e gás oxigênio (O2 );
Produto: monóxido de carbono (CO).
II) Fe2
O3
+ 3 CO + energia → 2 Fe + 3 CO2
(reação
endotérmica)
Reagentes: hematita (óxido de ferro III) -Fe2
O3
e monóxido
de carbono (CO);
Produtos: ferro gusa (Fe) e gás carbônico (CO2 ).
Formação da escória:
I) CaCO3(s) + energia → CaO (s) + CO2(g) (reação
endotérmica)
Reagente: calcário (carbonato de cálcio)-CaCO3
;
Produtos: óxido de cálcio (CaO); gás carbônico: CO2
.
II) CaO(s) + SiO2(s) → CaSiO 3(s) + energia (reação
exotérmica).
Reagentes: óxido de cálcio (CaO); dióxido de silício (SiO2 ).
Produto: escória – CaSiO3
c) Qual a função do carvão e do cal-
cário nesse processo?
A função do carvão no processo é de liberar energia
térmica (temperatura em torno de 1500ºC), durante a
sua queima, para fundir o minério e produzir o monóxido
de carbono (CO), que irá reagir com o minério de ferro e
formar o ferro-gusa.
O calcário possui a função de retirar as impurezas do
minério como a sílica (SiO2 ), formando a escória. Pode ser
usada como matéria-prima para a fabricação de cimento.
d) De acordo com as equações glo-
bais apresentadas, escreva as
massas das substâncias, em gra-
mas, envolvidas no processo.
Dados: C:12 u; O:16 u; Fe:56 u
Si:28 u; Ca:40 u
I) 2 Fe2
O3(s) + 6 C(s) + 3 O2(g) → 4 Fe (s) + 6 CO2(g)
320 g 72 g 96 g 224 g 264 g
II) SiO2(s) + CaCO3(s) → CaSiO 3(s) + CO2(g)
60 g 100 g 116 g 44 g
e) Calcule a quantidade de ferro
gusa produzido a partir de 100
kg de hematita.
2 Fe2
O3(s) + 6 C(s) + 3 O2(g) → 4 Fe(s) + 6 CO2(g)
320 g 224 g
100 kg x
x= 70 kg
Na Átomo; símbolo do elemento químico Sódio
Hidrogênio Átomo; elemento químico Hidrogênio
Água (H2
O) Molécula; substância; fórmula da água: 2 átomos de
Hidrogênio e 1 átomo de Oxigênio
H2
Molécula; substância; fórmula do gás hidrogênio:
2 átomos de Hidrogênio
H Átomo; símbolo do elemento químico Hidrogênio
CH4
+ 2 O2 CO2
+ 2 H2
O + energia
Equação química; reagentes: CH4
e O2
; produtos:
CO2
e H2
O; Reação exotérmica (libera calor)
1 CH4
– 1 molécula da substância gás Metano;
fórmula: 1 átomo de Carbono e 4 átomos de
Hidrogênio;
2 O2
– 2 moléculas da substância gás oxigênio;
fórmula: 2 átomos de oxigênio;
CO2
– 1 molécula da substância gás carbônico;
fórmula: 1 átomo de Carbono e 2 átomos Oxigênios;
2 H2
O – 2 moléculas da substância água; fórmula:
2 átomos de Hidrogênio e 1 átomo de oxigênio.
2 C(s) + H2(g) + energia → C2
H2(g)
Equação química; reagentes: C e H2 ; produto: C2
H2 ;
Reação endotérmica (absorve calor)
Obrigado por fazer parte da nossa comunidade. Sua participação é chave para nosso crescimento. Não se esqueça de voltar e compartilhar mais de seus conhecimentos e experiências. IDNLearner.com está comprometido em fornecer respostas precisas. Obrigado pela visita e até a próxima vez para mais soluções.
