A produção primária de alumínio a partir da alumina pode ser simplificada por: 2 Al2O3(l) + 3 C(s) ? 4 Al(l) +…

Questão

A produção primária de alumínio a partir da alumina pode ser simplificada por: 2 Al2O3(l) + 3 C(s) ? 4 Al(l) + 3 CO2(g). a) Calcule a massa de CO2 emitida na produção de 1,00 kg de Al. b) Considerando que a reciclagem reduz emissões em 12% e consumo energético em 15% por kg, explique por que reciclar reduz CO2 e energia, usando equações e cálculos. (MM Al = 27,0 g·mol-1; MM CO2 = 44,0 g·mol-1).

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Pela reação, 4 mol Al ? 3 mol CO2, logo 1 mol Al ? 0,75 mol CO2. Para 1,00 kg Al: n(Al)=1000/27,0=37,037 mol. n(CO2)=0,75·37,037=27,778 mol ? m(CO2)=27,778·44,0=1222,2 g ˜1,22 kg CO2 por kg Al. Com reciclagem (-12%): 1,22·0,88 ˜1,07 kg CO2/kg. A redução energética (~15%) ocorre porque a rota primária envolve eletrólise de Al2O3 (alto consumo elétrico, processo de Hall–Héroult) e consumo de ânodos de carbono (formação de CO2). A reciclagem evita a etapa de redução eletrolítica do Al3+ e reduz a necessidade de anodos consumíveis, demandando apenas fusão e refino com menor gasto energético e emissões.

Explicação

1) Usar razão estequiométrica: 4 Al ? 3 CO2 ? 0,75 mol CO2/mol Al. 2) Calcular mol Al em 1 kg: 1000/27,0. 3) Multiplicar por 0,75 e converter para massa (·44,0). 4) Aplicar redução de 12% e explicar que reciclagem evita eletrólise intensa e consumo de anodos de C.

Raio-X da questão

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