Ferro-gusa é o principal produto obtido no alto-forno…

(PUC-RJ) Ferro-gusa é o principal produto obtido no alto-forno de uma siderúrgica. As matérias-primas utilizadas são hematita (Fe₂O₃ mais impurezas), calcário (CaCO₃ mais impurezas), coque (C) e ar quente. Considere as principais reações que ocorrem no alto-forno:

 CaCO₃(s) → CaO(S) + CO₂(g)

CO₂(g)  + C(s) → 2 CO(g)

Fe₂O₃(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO₂(g)

A partir de uma tonelada de hematita com 10 % de impurezas em massa, calcule a quantidade máxima, em kg, que se pode obter de ferro-gusa (Fe mais 7 %, em massa, de impurezas).

Resolução

A massa de Fe₂O₃ presente em 1 tonelada (1.000 kg) de hematita impura é dada por:

De acordo com a terceira equação química, já balanceada, são produzidos 2 mols de Fe para cada mol de Fe₂O₃ que reage. Assim, temos:

Essa é quantidade máxima de ferro pura produzida. A quantidade máxima de ferro-gusa, o qual de acordo com o enunciado possui 7% de impura, é dada por:

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