(UFF-RJ)O FERRO , IMPORTANTE ELEMENTO USADO EM PONTES, ESTRUTURAS, AÇO, FERRAMENTAS, ENTRE OUTRAS APLICAÇÕES NÃO É ENCONTRADO PURO NA NATUREZA. É OBTIDO PELA REDUÇÃO DE HEMATITA(FeO3) NOS ALTOS-FORNOS MEDIANTE A SEGUINTE EQUAÇÃO:
Fe2O3+CO---Fe+CO2
a-AJUSTE A ESQUAÇÃO DADA UTILIZANDO O METODO DE OXIRREDUÇÃO MOSTRANDO AS VARIAÇÕES ELETRONICAS DO AGENTE OXIDANTE E DO AGENTE REDUTOS.
b- QUANTOS mol DE FERRO SÃO OBTIDOS QUANDO 140KG DE co REAGEM COM Fe2o3 supondo rendimento de 100%
Soluções para a tarefa
Resposta: Com relação a equação Fe2O3 + CO → Fe + CO2 temos:
a) a equação ajustada é : Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
O ferro tem seu Nox inicial +3 e final 0 sofrendo uma redução, sendo portanto o agentes oxidante
O Carbono tem seu Nox inicial +2 e final +4 sofrendo uma oxidação, sendo portanto o agente redutor
b) A partir de 140 kg de CO, são obtidos 3333,33 mol de Fe ou 3,33 kmol de Fe
Explicação:
a) Cálculo do Nox dos elementos envolvidos
Nox +3 -2 +2 -2 0 +4 -2
Fe2O3 + CO → Fe + CO2
ΔNoxFe = Variação de Nox do Ferro = (Nox maior – Nox menor) x maior atomicidade
ΔNoxFe = (3-0)x2 = 6 – O Fe sofre redução sendo portanto o agente oxidante
ΔNoxC = Variação de Nox do Carbono = (Nox maior – Nox menor) x maior atomicidade
ΔNoxC = (4-2)x1 = 2 – O C sofre oxidação sendo portanto o agente redutor
Então
Simplificando a razão 6:2 temos 3:1 ou seja
ΔNoxFe = 3
ΔNoxC = 1
Fazemos como coeficiente do Fe a variação de Nox do C, colocando esse coeficiente do lado da equação onde o elemento aparece com maior atomicidade (lado 1)
Fazemos como coeficiente do C a variação de Nox do Fe, colocando esse coeficiente do lado da equação onde o elemento aparece com maior atomicidade (No caso como as atomicidades são iguais é indiferente escolher o primeiro ou segundo membro da equação. (Vamos escolher o primeiro)
Resulta:
1 Fe2O3 + 3 CO → Fe + CO2
Ajustamos por tentativa os demais coeficientes
Temos 3 C no primeiro membro e apenas 1 no segundo. Colocamos então o coeficiente 3 na frente do CO2
Temos 2 Fe no primeiro membro e apenas 1 no segundo. Colocamos então o coeficiente 2 na frente do Fe
Isso resulta a seguinte equação ajustada:
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
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b) Calculando as massas molares das substâncias envolvidas a partir das massas atômicas C = 12 u e O = 16 u teremos
CO = 1 x 12 + 1 x16 = 28 g/mol
Relacionando as substâncias envolvidas teremos:
Massa Mol
3 CO Fe
3 x 28 2 mol
140000 g n
n = 2 x 140000 / 3x28 = 3333,33 mol ou 3,33 kmol de Fe