A exploração de minério de ferro no Estado do Pará concentra...
A exploração de minério de ferro no Estado do Pará concentra-se principalmente na região Sudeste do Estado, mais especificamente na Serra dos Carajás. Uma amostra de solo daquela região pesando 0,50 g, contendo Fe-II e Fe-III, foi tratada, oxidando-se todo o ferro contido à Fe-III. Após tratamento adequado, foi solubilizado e precipitado com solução alcalina amoniacal como hidróxido de ferro III. O precipitado depois de filtrado, lavado e calcinado, foi obtido o óxido correspondente que pesou 0,25 g. O teor de ferro encontrado na amostra de solo foi de:
Dados Massa Atômicas em g/mol: Fe= 56 O= 16 H= 1
Gabarito comentado
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Alternativa correta: D - 35%
Tema central da questão: Esta questão aborda uma aplicação prática de conceitos de estequiometria e química analítica, focando no cálculo do teor de ferro em uma amostra de solo. Esses conceitos são essenciais para a análise de materiais em campos como mineração e geologia.
Resumo teórico: Quando se trata de determinar o conteúdo de um elemento em uma amostra, é comum transformar o elemento em um composto conhecido e facilmente manipulável. Neste caso, o ferro é precipitado como hidróxido de ferro III (Fe(OH)3) e depois calcinado para formar óxido de ferro III (Fe2O3). A massa deste óxido permite calcular o teor de ferro na amostra original.
Justificativa para a alternativa correta: O peso molar do Fe2O3 é calculado como segue:
- Fe: 56 g/mol x 2 = 112 g/mol
- O: 16 g/mol x 3 = 48 g/mol
- Total: 160 g/mol
Assim, a relação entre massa de Fe e Fe2O3 é 112 g de Fe em 160 g de Fe2O3. Portanto, na proporção, 0,25 g de Fe2O3 contém:
\( \frac{112}{160} \times 0,25 \, \text{g} = 0,175 \, \text{g de Fe} \)
O teor percentual de ferro na amostra original (0,50 g) é:
\( \frac{0,175}{0,50} \times 100\% = 35\% \)
Análise das alternativas incorretas:
- A - 15%: Este valor subestima a quantidade de ferro na amostra, possivelmente por erros na compreensão da proporção molar.
- B - 20%: Também um subdimensionamento, provavelmente não considerando a relação correta entre Fe e Fe2O3.
- C - 30%: Próximo, mas incorreto. Pode derivar de um arredondamento errado ou erro na conversão de massas.
- E - 40%: Este valor superestima o teor de ferro, ignorando a proporção correta de massa molar.
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