(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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