Química · estequiometria · excesso de reagente · massa molar
O Brasil é o maior produtor mundial de nióbio (massa molar = 93 g mol⁻¹), metal utilizado na fabricação de vários tipos de aço: automotivos, estruturais e inoxidáveis. O processo utilizado na produção do nióbio é a redução aluminotérmica de Nb₂O₅ com excesso de 10% de Al (massa molar = 27 g mol⁻¹), em relação à quantidade estequiométrica da reação, representada pela equação química: 3 Nb₂O₅ (s) + 10 Al (s) → 6 Nb (s) + 5 Al₂O₃ (s) Uma engenheira metalúrgica estimou a massa de alumínio necessária para produzir 9,3 kg de nióbio, nas condições descritas, para a produção de um lote de peças de aço encomendado por uma indústria, considerando um rendimento de 100%. Disponível em: www.cbmm.com.br. Acesso em: 17 out. 2015 (adaptado). A massa de alumínio, em quilograma, estimada pela engenheira é mais próxima de
2,7 kg
3,0 kg
4,1 kg
4,5 kg
5,0 kg
9,3 kg de nióbio são 100 mol. A equação pede 10 Al para 6 Nb: 166,7 mol de Al. Com 10% de excesso, 183,3 mol, ou cerca de 5,0 kg.
Por que a E é a certa
O nióbio tem massa molar 93 g/mol, então 9 300 g são 100 mol. Pela equação, 6 mol de Nb saem de 10 mol de Al: para 100 mol de Nb são precisos 100 × 10/6 ≈ 166,7 mol de Al. O processo usa 10% de alumínio a mais que o estequiométrico: 166,7 × 1,1 ≈ 183,3 mol. Com 27 g/mol, isso dá 183,3 × 27 ≈ 4 950 g, ou cerca de 5,0 kg.
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