ENEM 2013 · Ciências da Natureza · Química · estequiometria
Questão 77 do ENEM 2013
Resposta: letra D. A questão pede a massa de gás carbônico (CO2) gerada pela oxidação do carbono presente no ferro-gusa, com o objetivo de transformá-lo em aço doce.
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
- A28.
- B75.
- C175.
- D275.Resposta correta
- E303.
Como resolver a questão 77 passo a passo?
O conceito que resolve
Estequiometria de reações de oxirredução e cálculo percentual de massa.
Como chegar na resposta
- Converter a massa total de ferro-gusa para quilogramas: 2,5 toneladas = 2500 kg.
- Calcular a massa de carbono inicial no ferro-gusa: 3,3% de 2500 kg = 82,5 kg de C.
- Calcular a massa de carbono que sobra no aço doce: 0,3% de 2500 kg = 7,5 kg de C.
- Determinar a massa de carbono que foi oxidada: 82,5 kg - 7,5 kg = 75 kg de C reagido.
- Usar a relação estequiométrica do C para CO2: 1 mol de C (12g) produz 1 mol de CO2 (44g).
- Calcular a massa final de CO2: 75 kg * (44 / 12) = 275 kg de CO2.
Por que cada alternativa
- AO erro aqui é considerar apenas a massa de carbono total de carbono inicial, sem subtrair a parte que sobra no aço doce.
- BEste valor corresponde apenas à massa de carbono que realmente reagiu, esquecendo de somar o oxigênio para formar o gás.
- CO erro ocorre ao tentar calcular a massa de oxigênio adicionado ao processo, em vez da massa total do gás carbônico formado.
- DO cálculo está correto, pois considera a massa de carbono removida (75 kg) e aplica a proporção de massas molares entre o C e o CO2.
- EO erro está em utilizar a massa total do ferro-gusa no cálculo final, em vez de focar apenas no componente de carbono.
Onde essa questão derruba a maioria
A maior armadilha é esquecer que nem todo o carbono do ferro-gusa é removido; uma parte (0,3%) permanece no aço doce deado.
O que estudar se você errou
Lembre-se sempre de converter as unidades (toneladas para kg) e observar que a massa do gás CO2 é a soma do carbono com o oxigênio.
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