Question

Um dos mais importantes metais do mundo moderno, o aluminio, é obtido pela eletrólise ígnea da alumina, Al2O3(s). Nesse processo, forma-se, além do alumínio metálico, um gás. a) Mostre, por meio de semirreação, qual é esse gás. b) O ponto de fusão da alumin, Al2O3(s), é muito alto, cerca de 2060 ºC. O que a industria faz para fundir esse composto a um custo viavel? c) Calcule a massa de aluminio obtida a partir de 20t de Al2O3(s) supondo rendimento de 100%.

Answer 1

A) A fusão da alumina é representada por:

$Al_2O_3 \Longrightarrow 2Al^{+3} + 3O^{-2}$

A partir disso, tem-se as semi reações:

Cátodo (-):

$2Al_{(s)}^{+3} + 6e^- \Longrightarrow 2Al_{(s)}$

Ânodo (+):

$3O^{-2}_{(g)} \Longrightarrow \frac{3}{2}O_2_{(g)} + 6e^-$

Por se desprender da alumina para formar gás oxigênio, podemos dizer que a reação que ocorre no ânodo é a que forma gás.

B) Para diminuir a temperatura de fusão da alumina de 2060ºC para aproximadamente 1000ºC, a indústria utiliza o Processo de Hall, que consiste na adição do sal criolita à alumina. Feito isso, a mistura fundida é adicionada a um recipiente cuja temperatura de fusão seja alta o suficiente para conter a alumina líquida. Em seguida, são adicionados eletrodos inertes de carbono, que são ativados por uma pilha ou bateria, eletrolisando o alumínio, que se transforma de acordo com a equação catódica descrita na resposta à questão A.

C) Sabendo que a massa molar da alumina é:

$MM = 2 \times Al + 3 \times O = 2 \times 27 + 3 \times 16 = 102g/mol$

Podemos descobrir o número de mol de alumina para 20 toneladas (20000000 gramas):

$102g \longrightarrow 1\ mol\\ 20000000g \longrightarrow x\\\\ x = \frac{20000000}{102} \approx 196078\ mol$

Como podemos notar na fórmula da alumina, para cada mol da substância temos 2 mols de Alumínio. Isso significa que em 196078 mols de alumina temos...

$n = 196078 \times 2 = 392157\ mol$

392157 mols de alumínio.

Como a massa molar do alumínio é 27g/mol, temos que multiplicar o número de mols de alumínio por sua massa molar para descobrir a massa do elemento na amostra:

$\boxed{\boxed{m = 392157 \times 27 = 10588255g \approx 10.6t}}$