Química, perguntado por lukazviktor, 3 meses atrás

Cálculos estequiométricos são a base de todo processo de produção que envolva reação, haja vista resultarem em sua otimização, impactando diretamente na relação custo/benefício. Para tal, é necessário o conhecimento das fórmulas moleculares das substâncias que participam da reação, bem como a proporção entre elas. Assim, a estequiometria está baseada na relação entre as quantidades dos reagentes e produtos, resultando em equações químicas devidamente balanceadas, que traduzem o que de fato está ocorrendo dentro do reator. No balanço de materiais, a utilização da estequiometria industrial é fundamental.

Considere que determinada indústria siderúrgica produz ferro a partir da hematita (Fe2O3). O processo ocorre à batelada, e utiliza-se 5,2 toneladas de minério como ponto de partida. Sabe-se que o rendimento do processo é de 95%. A reação de obtenção do ferro a partir da hematita, que traduz o fenômeno em estudo, é a que segue:

Fe2O3 + C → Fe + CO

A quantidade de ferro produzida (em kg) por batelada é:

Dados: C=12u; O=16u; Fe=56u

a.
3.458 kg.

b.
3.640 kg.

c.
3.287 kg.

d.
3.584 kg.

e.
3.955 kg.

Soluções para a tarefa

Respondido por larissinhasoaarees

Resposta:

a) 3.458 kg.

Explicação:

O exercício pede para gente descobrir a quantidade ferro que será produzida, e para isso vamos utilizar o cálculo estequiométrico:

Fe₂O₃ + C → Fe + CO - equação não balanceada

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO - equação balanceada

1 : 3 : 2 : 3 → proporção em mol

Informações dadas pelo exercício:

- Fe₂O₃ = 5,2 toneladas, vamos transformar em kg:

1 tonelada --------- 1000 kg

5,2 toneladas ---- x kg

x = 1000 x 5,2

x = 5200 kg

- Rendimento = 95%

- C = 12 g/mol

- O = 16 g/mol

- Fe = 56 g/mol

- Fe₂O₃ = possui 160 g/mol, para descobrir isso basta multiplicar as massas dos elementos pelos respectivos números de átomos na substância:

2 x 56 + 3 x 16 = 160 g/mol

Agora vamos realizar o cálculo estequiométrico para descobrir a quantidade de ferro produzida:

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO

↓ ↓

5200 kg ------ x kg

1 x 160 g ------ 2 x 56 g

5200 kg ----- x kg

160 g --------- 112 g

160x = 582400

x = 582400/160

x = 3640 kg

Porém essa seria a massa caso o rendimento do processo fosse de 100%, porém o rendimento real é de 95%:

3640 kg ------- 100%

x kg ------------- 95%

100x = 3640 x 95

100 x = 345800

x = 345800/100

x = 3458 kg

Espero ter ajudado :)

larissinhasoaarees: me ajudaria demais se você conseguisse marcar como melhor resposta :)

Respondido por fscheidegger

A quantidade de Fe produzida a partir de 5,2 t de Fe2O3 com um rendimento de 95% é de 3458 kg

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Conceito I Molécula: É um conjunto de átomos de elementos químicos iguais ou diferentes

Conceito II Massa Atômica: é a massa de um átomo, expressa em unidades de massa atômica, representadas éla letra u. Ela indica quantas vezes a massa de um átomo é maior que 1/12 da massa do átomo de Carbono de número atômico 6 e número de massa 12

Conceito III Massa Molecular: é a massa de uma molécula, expressa em unidades de massa atômica, representadas pela letra u. Ela indica quantas vezes a massa de uma molécula é maior que 1/12 da massa do átomo de Carbono de número atômico 6 e número de massa 12

Conceito IV Mol: Em química, a unidade de quantidade de matéria é denominada de mol. Ela corresponde a 6,02x10^23 unidades, tais como moléculas, átomos ou íons.

O número 6,02x10^23 é conhecido como número de Avogadro. Na maioria dos problemas é comum usar 6 x 20^23

Conceito V Massa molar: é a massa expressa em g referente a 1 mol de moléculas, átomos ou íons. Portanto sua unidade é g/mol. Ela é determinada a partir das massas atômicas dos elementos que constituem cada espécie química.

RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO

Passo I – Ajustar a equação da reação química

Fe2O3 + 3 C  2 Fe + 3 CO

Passo II – Transformação de unidades

5,2 t = 5200 kg uma vez que 1 t = 1000 kg

Passo III – Cálculo das massas molares das substâncias envolvidas

Fe2O3 = 2 x 56 + 3 x 16 = 160 g/mol

Fe = 56 g/mol

Passo IV – Cálculo das massas em g

Fe2O3 = 160 g/mol x 1 mol = 160 g

Fe = 56 g/mol x 2 = 112 g

A relação entre as massas é de 160 g de Fe2O3 para 112 g de Fe ou