QUÍMICA FÁCIL – APRENDA A ESTUDAR QUÍMICA – ESTEQUIOMETRIA – 51 –

QUÍMICA FÁCIL –  51 – Problemas médios de dificuldade sobre estequiometria.

Para a fabricação de  m kg de “ferro gusa” com 5% de Carbono, alimenta-se um alto forno com 20 toneladas de hematita contendo 65% de Óxido Férrico, mais fundente e redutor (Monóxido de Carbono). Considerando que a redução tenha sido completa, qual o valor da  massa m de “ferro gusa” obtida..

MA(Fe) = 56;  MA(O) = 16;  MA(C) = 12   

Resolvendo – Primeiro temos que saber as fórmulas das substâncias citadas no enunciado. Óxido Férrico Fe₂O₃ ;  Monóxido de Carbono CO; Símbolo do Ferro  Fe   (Obs.: 20 t = 20.000 kg)

Em seguida a MM(Fe₂O₃) = 2×56 + 3 x 16 = 112+48=)  160 kg/mol de Fe₂O₃

A reação é:  Fe₂O₃  +   CO  —–>   Fe  +  CO₂  

que ajustada fica assim: Fe₂O₃  +  3 CO —–>.  2 Fe  +  3 CO₂  

Calculando a massa de Óxido Férrico existente na hematita, armamos a seguinte regra de três relacionando os dados disponíveis. 20 t = 20.000 kg.

Se em 100 kg da hematita existem 65 kg de Óxido Férrico

Então em 20.000 kg existirão   (?) kg de Óxido Férrico

(?) = 20000 x 65 / 100 = 200 x 65 = 13.000 kg de Fe₂O₃     

Para calcular a massa m kg de “ferro gusa”, antes é necessário calcular a massa de Ferro puro, pois o “ferro gusa” é uma liga de Fe + C (ferro com Carbono)  e calcular sua massa contendo 5% de C é o mesmo que calcular sua massa contendo 95% de Ferro puro.

Cálculo do Ferro puro – para isto basta usar a equação do problema e relacionar o Ferro obtido com o óxido férrico da hematita que lhe deu origem, assim:

Estequiometricamente 160 kg de Fe₂O₃ —dão —  (2 x 56) kg de Fe      

Então 13000 kg de Fe₂O₃ ——- darão ————  (??) kg de Fe

(??) = 13000 x 112 / 160 =  9.100 kg de Fe puro

Cálculo da massa de “ferro gusa” –

 Se a massa de 100 kg de ferro gusa contém 95 kg de Fe puro

A massa m kg de ferro gusa contém  9100 kg de Fe puro.  

m = 100 x 9100 / 95 = 9.578,9 kg de “ferro gusa” —— é a resposta.

M = 9,579 toneladas de ferro gusa.

 

Outro PROBLEMA de “ferro gusa” –

Reagindo 1,0kg de ferro comercial ( “ferro gusa”) com o Ácido Clorídrico concentrado, obteve-se 379  litros de Hidrogênio0 nas CNTP. Calcular a porcentagem de Ferro puro na amostra de “ferro gusa”.

 Resolvendo – Identificando as substâncias referidas temos: Ácido Clorídrico HCl; Hidrogênio H₂; Carbono C.   Lembrando que 1 kg = 1000 g

O ácido Clorídrico reage com o Ferro puro dando Cloreto de Ferro FeCl2 e fgás hidrogênio.

Fe + 2.HCl —–> FeCl₂  + H₂  (ajustada) No caso da reação do ferro comercial (gusa) a equação fica assim:

Fe  + C +  2.HCl ————– >  FeCl₂  +  H₂  + C  e a relação é:

56 g de Fe ——–Estequiometria ————22,4 litros (L)  de H2 (CNTP)

(?)  g de Fe————————————-379 L de H2

(?) g = 56 x 379 / 22,4 = 947,5 g de Fe    a pureza do Fe será:

Conforme os dados do problema:

1000 g de ferro comercial ——–947,5 g de Fe puro

100 g de ferro comercial———– (??) g  

(??) = 947,5 x 100 / 1000 = 94,75% de Fe puro.   FIM.

 CLARC em 19/02/2014