estequiometria cesgranrio

Cesgranrio Na obtenção de ferro-gusa no alto-forno de

uma siderúrgica utilizam-se, como matérias-primas, hematita,

coque, calcário e ar quente. A hematita é constituída de Fe₂O₃

e ganga (impureza ácida rica cm SiO₂), com o calcário sendo

responsável pela eliminação da impureza contida no minério e

pela formação do redutor metalúrgico para a produção do ferro

-gusa, de acordo com as seguintes reações:




Nesse processo dc produção dc ferro-gusa, para uma carga de 2

toneladas dc hematita com 80% de Fe₂O₃ a quantidade neces-

sária de calcário, em kg, contendo 70% de CaCO₃, será:

Dados: Massas molares: Ca = 40 g/mol, 0 = 16 g/mol;

C = l2g/moI,Fe=56g/mol.

A)2.227 C)1.876 E)1.261

B) 2.143 D)1.428

letra b. OBRIGADA

A terceira reação não interessa.
Primeiro tem que fazer a reação global, a fim de achar uma proporção entre o CaCO3 e o Fe2O3. Depois é só fazer regra de três se ligando nos coeficientes e na pureza:

3/2 CaCO3 ---> 3/2 CaO + 3/2 CO2
3/2 CO2 + 3/2 C ---> 3 CO
Fe2O3 + 3 CO ---> 3 CO2 + 2 Fe
_________________________________

3/2 CaCO3 + 3/2 C + Fe2O3 ---> 3/2 CaO + 3 CO2 + 2 Fe

3/2 . 100 --------------- 160
0,7x ------------------- 1600

x = 2142,8 Kg

Gustavoadp escreveu:A terceira reação não interessa.
Primeiro tem que fazer a reação global, a fim de achar uma proporção entre o CaCO3 e o Fe2O3. Depois é só fazer regra de três se ligando nos coeficientes e na pureza:

3/2 CaCO3 ---> 3/2 CaO + 3/2 CO2
3/2 CO2 + 3/2 C ---> 3 CO
Fe2O3 + 3 CO ---> 3 CO2 + 2 Fe
_________________________________

3/2 CaCO3 + 3/2 C + Fe2O3 ---> 3/2 CaO + 3 CO2 + 2 Fe

3/2 . 100 --------------- 160
0,7x ------------------- 1600

x = 2142,8 Kg

Porque a 3º reação não importa ?

up

Porque, para chegar na quarta reação, não é necessário a terceira. O problema quer uma relação entre a quarta e a primeira.
Perceba que a primeira tem dois produtos: CaO e CO2. 
Veja que o CaO vai ser usado na terceira reação, cujo produto não interessa para a pergunta. 
Já o CO2, vai para a segunda e para a quarta, que é a que queremos.

Qual o problema da resolução abaixo? 

CaCO3 ----> CaO + CO2
CO2 + C ----> 2CO
CaO + SiO2 ----> CaSiO3
Fe2O3 + 3CO ----> 3CO2 + 2Fe
---------------------------------------------------------
CaCO3 + C + Fe2O3 + 3CO ----> CaO + 2CO + 3CO2 + 2Fe

Bom,  um mol de CaCO3 não reagirá proporcionalmente com um mol de Fe2O3? (Pois as equações estão balanceadas desde o início)

Nota-se que o:
CaO produzido na primeira equação é consumido na terceira equação;
CO2 produzido na primeira equação é consumido na segunda equação;
CO produzido na segunda equação é consumido na quarta equação.

Perceba que nas suas equações isso ocorre de maneira desproporcional. Por exemplo, na segunda equação "saem" 2CO e na terceira "entram" 3CO.

Acertando as proporções devidamente teremos:

3CaCO3 → 3CaO + 3CO2

3CO2 + 3C → 6CO

3CaO + 3SiO2 → 3CaSiO3

2Fe2O3 + 6CO → 6CO2 + 4Fe
---------------------------------------------------------
3CaCO3 + 3C + 3SiO2 + 2Fe2O3 →  3CaSiO3+ 6CO2 + 4Fe 


CaCO3                               Fe2O3
3 mol -----------------------  2 mol
3.100 g --------------------  2.160 g
m --------------------------- 1,6.10^6 g

m = 1,5.10^6 g = 1500 kg de CaCO3.

1500/M = 0,7
M =~ 2143 kg de calcário.

Obrigado pela solução, Rory. Muito sucesso a você!