Questão 5 Química
Unicamp 2011 - 2a fase
Uma maneira de se produzir ferro metálico de uma forma "mais amigável ao meio ambiente" foi desenvolvida por dois cientistas, um norte-americano e um chinês, que constataram a surpreendente solubilidade dos minérios de ferro em carbonato de lítio líquido, em temperaturas ao redor de 800o C. No processo, a eletrólise dessa solução, realizada com uma corrente elétrica de alta intensidade, leva à separação dos elementos que compõem os minérios e à produção do produto desejado.
a) O artigo que relata a descoberta informa que os elementos que formam o minério são produzidos separadamente em dois compartimentos, na forma de substâncias elementares. Que substâncias são essas? Dê os nomes e as fórmulas correspondentes.
b) O processo atual de obtenção de ferro consiste na utilização de alto forno, que funciona a uma temperatura entre 1300 e 15003 C, com adição de carbono para a reação de transformação do minério. Considerando todas as informações dadas, apresente duas diferenças entre o processo atual e o novo. Explique, separadamente, como essas diferenças justificam que o novo processo seja caracterizado como "mais amigável ao meio ambiente".
Resposta:
a) Os minérios de ferro mais utilizados na produção desse metal são os óxidos, podendo ser escritos na forma Fex Oy. O processo novo descrito é a eletrólise dos minérios de ferro dissolvidos em carbonato de lítio líquido. Nesse processo, no catodo, os íons ferro são reduzidos a ferro metálico (Fe) e os íons óxido (O2-) são oxidados a gás oxigênio no anodo. Utilizando o minério de ferro Fe2 O3 como exemplo:
Dissociação:
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b) No processo atual, em alto forno, ocorre a liberação de CO2, principal gás estufa, pela queima do carvão coque e pelo processo de oxirredução:
Fe2 O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Além disso, é liberado SO2 devido a impurezas de enxofre no carvão, o que ocasiona o fenômeno da chuva ácida. Poderíamos ainda ressaltar o fato de a temperatura utilizada no processo atual ser muito maior do que no processo eletrolítico.
