A obtenção de metais por aluminotermia utiliza alumínio para reduzir óxidos metálicos. Na produção de cromo, a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A obtenção de metais por aluminotermia utiliza alumínio para reduzir óxidos metálicos. Na produção de cromo, a reação global pode ser representada por Cr2O3 + 2 Al -> Al2O3 + 2 Cr. Em um ensaio, uma carga de 1,20 kg de minério contém 82% em massa de Cr2O3; o restante não participa da reação. São adicionados 0,300 kg de alumínio comercial com 90% de pureza. Considere conversão completa dos reagentes ativos e as massas molares Cr2O3 = 152 g/mol, Al = 27 g/mol e Cr = 52 g/mol. Determine qual reagente ativo é o limitante na carga inicial, calcule a massa máxima de cromo que pode ser produzida e a massa adicional de alumínio comercial a 90% de pureza que seria necessária para consumir todo o Cr2O3 presente no minério.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
O minério contém 1,20 kg x 0,82 = 984 g de Cr2O3, correspondentes a 984/152 = 6,47 mol. A carga de alumínio contém 0,300 kg x 0,90 = 270 g de Al, ou 270/27 = 10,0 mol. Para consumir 6,47 mol de Cr2O3 seriam necessários 12,94 mol de Al; portanto, o Al é o reagente limitante na carga inicial. Pela proporção 2 mol de Al para 2 mol de Cr, 10,0 mol de Al produzem no máximo 10,0 mol de Cr, equivalentes a 520 g. Para consumir todo o Cr2O3, faltam 12,94 - 10,0 = 2,94 mol de Al, ou 79,4 g de Al puro. Considerando a pureza de 90%, deve-se adicionar aproximadamente 88,2 g de alumínio comercial.
Explicação
A equação balanceada exige 2 mol de Al para cada mol de Cr2O3. As quantidades efetivamente reativas mostram que a carga inicial não tem Al suficiente para consumir todo o óxido. Como a proporção entre Al e Cr é 1:1, os 10,0 mol de Al limitam a produção a 10,0 mol, ou 520 g, de cromo. A massa adicional é corrigida pela pureza de 90%.
Raio-X da questão
Estequiometria com reagente limitante e pureza.
Identificar o limita
Conversão entre massa e quantidade de matéria. · Balanceamento e proporção molar em equações químicas.
Cálculo de massa de produto e excesso de reagente.
Usar as massas comerciais como se fossem reagentes puros ou comparar massas sem considerar a proporção molar.
Tecnologia e processos de obtenção de metais.
Obtenção de cromo po
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