ENEM - 2013 A produção de aço envolve o aquecimento do minério de ferro, junto com carvão (carbono) e ar…

Questão

ENEM - 2013 A produção de aço envolve o aquecimento do minério de ferro, junto com carvão (carbono) e ar atmosférico em uma série de reações de oxirredução. O produto é chamado de ferro-gusa e contém cerca de 3,3% de carbono. Uma forma de eliminar o excesso de carbono é a oxidação a partir do aquecimento do ferro-gusa com gás oxigênio puro. Os dois principais produtos formados são aço doce (liga de ferro com teor de 0,3% de carbono restante) e gás carbônico. As massas molares aproximadas dos elementos carbono e oxigênio são, respectivamente, 12 g/mol e 16 g/mol. LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. São Paulo: Edgard Blucher, 1999 (adaptado). Considerando que um forno foi alimentado com 2,5 toneladas de ferro-gusa, a massa de gás carbônico formada, em quilogramas, na produção de aço doce, é mais próxima de Considerando que um forno foi alimentado com 2,5 toneladas de ferro-gusa, a massa de gás carbônico formada, em quilogramas, na produção de aço doce, é mais próxima de

1. A) 28.
2. B) 75.
3. C) 175.
4. D) 275.
5. E) 303.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Converta a massa de ferro-gusa para quilogramas. 2,5 toneladas equivalem a 2500 kg. Passo 2: Calcule a massa total de carbono no gusa. Como ele contém 3,3% de carbono, temos 0,033 x 2500 = 82,5 kg de carbono. Passo 3: Descubra quanto carbono permanece no aço doce. O aço doce tem 0,3% de carbono, então o carbono que ainda não foi eliminado é cerca de 0,3% da massa do aço, que é de aproximadamente 2425 kg, ou seja, cerca de 7,3 kg. Passo 4: Calcule o carbono que foi eliminado na oxidação. Basta subtrair: 82,5 - 7,3 = aproximadamente 75 kg de carbono. Equivalentemente, a diferença é 3,3% - 0,3% = 3,0% de 2500 kg = 75 kg. Passo 5: Converta carbono em gás carbônico. Na reação C + O2 -> CO2, cada 12 g de carbono geram 44 g de CO2 (12 + 2 x 16 = 44). Logo, a massa de CO2 é 75 x 44/12 = 275 kg. Passo 6: Conclusão. A massa de gás carbônico formada é cerca de 275 kg, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (28) corresponde à massa molar do monóxido de carbono, que não é o produto principal; B (75) é a massa de carbono eliminado, sem a conversão para CO2; C (175) não resulta de nenhuma proporção correta dos dados do enunciado; E (303) usa os 3,3% de carbono totais, desconsiderando o carbono que permanece no aço doce.

💡 Dica: Use as massas molares para calcular a quantidade de carbono oxidado.

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Raio-X da questão

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