O manganês utilizado na indústria siderúrgica na fabricação de ferroligas é obtido em um processo, cujo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
O manganês utilizado na indústria siderúrgica na fabricação de ferroligas é obtido em um processo, cujo rendimento global apresenta 60 %, no qual a pirolusita (MnO2), com pureza de 43,5 %, é tratada com carvão coque e ar atmosférico, formando o monóxido de manganês. Em uma segunda etapa, o manganês contido no monóxido continua sendo reduzido, formando, por fim, o manganês metálico, de acordo com as equações abaixo: MnO2(s) + C(s) + 1/2 O2(g) ? MnO(s) + CO2(g) 2 MnO(s) + C(s) ? 2 Mn(s) + CO2(g) Considerando as informações anteriores, como também as duas etapas do processo, afirma-se que a massa de manganês formada, a partir de 8 toneladas de pirolusita, é igual a Dados: massas molares (g·mol?¹) O = 16 e Mn = 55 (Mackenzie 2018)
- A) 5,06·10⁶ g.
- B) 3,03·10⁶ g.
- C) 2,20·10⁶ g.
- D) 1,32·10⁶ g.
- E) 1,06·10⁶ g.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a massa molar da pirolusita: MnO2 = 55 + 2×16 = 87 g/mol.
- Calcule a massa pura de MnO2 em 8 toneladas (8×10^6 g) com pureza de 43,5%: 8×10^6 × 0,435 = 3,48×10^6 g.
- Calcule o número de mols de MnO2: 3,48×10^6 / 87 = 4×10^4 mol.
- Pelas duas equações, cada mol de MnO2 gera 1 mol de MnO e, na segunda etapa, cada mol de MnO gera 1 mol de Mn. Logo, o rendimento teórico é de 4×10^4 mol de Mn. Massa teórica: 4×10^4 × 55 = 2,2×10^6 g.
- Aplique o rendimento global de 60%: 2,2×10^6 × 0,60 = 1,32×10^6 g de Mn. Portanto, a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A ignora a pureza da pirolusita; B ignora a pureza e ainda aplica o rendimento; C ignora o rendimento de 60%; E resulta de um erro no cálculo ou na aplicação do rendimento e da pureza, não correspondendo ao caminho correto.
💡 Dica: Calcule a massa molar dos compostos, aplique o rendimento e a pureza para encontrar a massa final de manganês.
Alternativa por alternativa
O aluno usou a massa total de 8 toneladas de pirolusita, sem descontar a pureza de 43,5%, e não aplicou o rendimento de 60%.
O aluno ignorou a pureza do minério (usou 8 toneladas inteiras) e aplicou corretamente o rendimento de 60% sobre essa massa.
O aluno calculou corretamente a massa teórica de manganês (2,2×10^6 g), mas esqueceu de aplicar o rendimento global de 60%.
CORRETA. Considera corretamente a pureza da pirolusita, a estequiometria das reações e o rendimento global do processo, chegando ao valor solicitado.
O aluno provavelmente cometeu um erro de cálculo ao combinar pureza e rendimento ou ao converter mols em massa, aplicando um fator de correção indevido sobre a massa teórica.
Raio-X da questão
redução química e rendimento
avaliacao
estequiometria básica · cálculo de rendimento químico
reação de redução e cálculo de rendimento em processos químicos
não considerar a pureza da pirolusita ou o rendimento global do processo ao calcular a massa de manganês.
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cientifico
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Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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