Question

A) FAÇA UMA PESQUISA SOBRE A PRODUÇÃO DE FERRO GUSA E ANOTE.
ENDOTÉRMICA: quando a reação absorve energia. Temos que fornecer energia. EXOTÉRMICA: libera energia.
RESPONDA AS QUESTÕES:
a) Destaque as matérias-primas que são utilizadas na produção. Escreva o nome e a fórmula. b) Escreva as transformações químicas envolvidas no processo. Destaque os reagentes e os produtos e classifique as reações (endotérmicas ou exotérmicas).
c) Qual a função do carvão e do calcário nesse processo?
d) De acordo com as equações globais apresentadas, escreva as massas das substâncias, em gramas, envolvidas no processo.
Dados: C:12 u; O:16 u; Fe:56 u Si:28 u; Ca:40 u
e) Calcule a quantidade de ferro gusa produzido a partir de 100 kg de hematita.
B) ORGANIZANDO IDEIAS.
De acordo com os dados a seguir, identifique o que é átomo, molécula, substância, elemento químico, símbolo do elemento químico, fórmula, reagente, produto, equação química, reação exotérmica e reação endotérmica.
REPRESENTAÇÃO
Na
hidrogênio
H2O
H2
H
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + energia
2 C(s) + H2(g) + energia C2H2(g)
C) ESTUDOS INTENSIVOS.
Observe os sistemas a seguir, em que as figuras de mesma cor e tamanho representam o mesmo Observe os sistemas a seguir, em que as figuras de mesma cor e tamanho representam o mesmo átomo. Responda as questões abaixo:
a) Quantos tipos de átomos “diferentes” temos em cada sistema?
b) Quantas representações de substâncias simples temos em cada sistema? Defina substância simples.
c) Quantas representações de substâncias compostas temos em cada sistema? Defina substância composta.
d) Quais sistemas apresentam misturas?
e) Existem casos de alotropia nos sistemas? Dê exemplos.
f) Defina elemento químico e responda para que servem os símbolos dos elementos químicos. g) Para que servem as equações químicas? Represente uma identificando produtos, reagentes e as fórmulas das substâncias envolvidas.
h) O que são reações endotérmicas e exotérmicas? Dê exemplos do cotidiano

Answer 1

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)