Mapa de questões · 1º dia
Questão 77 — ENEM 2013Caderno azul · 1º Dia
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
Alternativas
Resolução
📋 Ficha da Questão
- 📚 Matérias Necessárias: Química → Estequiometria (produção de aço)
- ⚡ Nível: Muito difícil — só o carbono removido vira CO₂.
- 🎯 Tema/Habilidade: Massa de gás carbônico na produção do aço doce.
- 🏆 Gabarito: D — revelado após a resolução completa
🔎 Passo 1 — O que a questão pede
- Comando: a massa de CO₂ formada na produção do aço doce.
- Estrutura da questão: o ferro-gusa tem 3,3% de carbono e o aço doce, 0,3%. Só a diferença é oxidada.
- Armadilha antecipada: usar os 3,3% inteiros. Parte do carbono permanece na liga, e apenas o excesso vira CO₂.
📚 Passo 2 — O conceito em jogo
A oxidação do carbono produz CO₂ na proporção de 1 para 1 em mols: cada mol de C, com 12 g, gera um mol de CO₂, com 44 g.
O carbono que permanece no aço doce — 0,3% — não é oxidado. Só a diferença entre os dois teores participa da reação.
Conversão: 2,5 toneladas equivalem a 2 500 kg, e a resposta é pedida em quilogramas.
🧮 Passo 4 — O caminho até a resposta
Carbono removido: (3,3% − 0,3%) de 2 500 kg = 3% × 2 500 = 75 kg.
Aplique a proporção mássica C → CO₂: multiplique por 44/12.
Massa de CO₂: 75 × 44/12 = 275 kg — alternativa D.
🔍 Passo 5 — Análise das Alternativas
- A) ✗ Incorreta. 28 kg está muito abaixo: corresponderia a bem menos carbono removido do que o calculado.
- B) ✗ Incorreta. 75 kg é a massa de carbono removido, e não a de CO₂ formada. Falta aplicar a proporção 44/12.
- C) ✗ Incorreta. 175 kg não decorre da proporção correta entre as massas molares.
- D) ✓ Correta. É o resultado de 75 kg de carbono multiplicados por 44/12.
- E) ✗ Incorreta. 303 kg corresponderia a usar os 3,3% inteiros em vez da diferença entre os dois teores.
🏁 Passo 6 — O que levar dessa questão
Só reage o que é removido. Calcule a diferença de teor antes de aplicar a proporção molar.
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