Foi proposta, na Situação de Aprendizagem 5, uma pesquisa sobre os aspectos científico-tecno- lógicos, econômicos e socioambientais do processo de mineração e de produção de diversos metais para ampliar o estudo do tema. Neste momento, a pesquisa servirá de base para uma discussão sobre alguns desses aspectos na produção de metais.
1. Segundo dados da Cetesb sobre a qualidade do ar, deve ser decretado estado de alerta quando é atingida a concentração de 3,4 10–2 g de monóxido de carbono (CO) por metro cúbico de ar; nessa situação, fica impedida a circulação de veículos na área atingida, no período das 6 às 21 horas. Ao se decretar o estado de alerta, a quantidade de matéria, em mol, de CO por metro cúbico de ar é: Dados – massas molares em g mol 1: C = 12,0; O = 16,0.
a) 28. b) 1,0. c) 1,2 10–3. d) 7,2 1020. e) 6,02 1023.
2. O alumínio é obtido da alumina (Al2O3), extraída do minério bauxita pela reação com carbono, segundo a equação:
2 Al2O3(s) + 3 C(s) → 3 CO2(g) + 4 Al(l).
a) Determine qual é a quantidade de matéria (mol) de CO2 produzida a partir de 408 g de AlO.
b) Qual é a massa de Al obtida na reação de 816 g de Al2O3 com carbono? Dados – massas molares em g mol-1: Al = 27,0; O = 16,0; C = 12,0.
3. A combustão do etanol (álcool combustível) libera 326 kcal mol 1 de etanol, como mostra a
equação química:
C2H6O(g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g) + 326 kcal mol 1.
Dados – massa molar em g · mol 1: C
2H6O = 46,0 g mol 1.
A energia liberada na queima de 552 g desse combustível é igual a aproximadamente: a) 3,2 102 kcal. b) 1,7 kcal. c) 6,0 1023 kcal.
d) 2,0 103 kcal. e) 3,9 103 kcal.
4. (Fuvest – 1994) O Brasil produz, por ano, aproximadamente, 5,0 106 toneladas de ácido sul- fúrico, 1,2 106 toneladas de amônia e 1,0 106 toneladas de soda cáustica. Transformando-se toneladas em mols, a ordem decrescente de produção dessas substâncias será:
Dados – massas molares em g mol 1: H
2SO4 = 98,0; NaOH = 40,0; NH3 = 17,0.
a) H2SO4 > NH3 > NaOH. b) H2SO4 > NaOH > NH3. c) NH3 > H2SO4 > NaOH. d) NH3 > NaOH > H2SO4. e) NaOH > NH3 > H2SO4.
5. (Fuvest – 1994) Uma das maneiras de impedir que o SO2, um dos responsáveis pela “chuva áci- da”, seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, como equacionado a seguir:
MgO(s) + SO2(g) + ½ O2(g) → MgSO4(s).
Quantas toneladas de óxido de magnésio são consumidas no tratamento de 9,6 103 toneladas de SO2? Dados – massas molares em g mol 1: MgO = 40,0; SO
a) 1,5 102. b) 3,0 102. c) 1,0 103. d) 6,0 103. e) 2,5 104.
6. (Fuvest – 1993) Nas estações de tratamento de água, eliminam-se as impurezas sólidas em sus- pensão através do arraste por óculos de hidróxido de alumínio, produzidos na reação represen- tada por:
Al2(SO4)3 + 3 Ca(OH)2 → 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4
Para tratar 1,0 106 m3 de água foram adicionadas 17 toneladas de Al2(SO4)3. Qual a massa de Ca(OH)2 necessária para reagir completamente com esse sal?
Dados – massas molares em g · mol 1: Al
2(SO4)3 = 342,0; Ca(OH)2 = 74,0.
a) 150 quilogramas. b) 300 quilogramas. c) 1,0 tonelada. d) 11 toneladas. e) 30 toneladas.
7. (Fuvest – 1992) Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por: 2 C(s) + O2(g) → 2 CO(g);
Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(l) + 3 CO2(g).
O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda reação. Consi- derando apenas essas duas etapas do processo, calcule a massa aproximada, em quilograma, de carvão consumido na produção de 1,0 t de ferro.
8. A combustão completa do propano (C3H8), um dos principais componentes do gás de cozinha, produz CO2 e água.
a) Escreva a equação balanceada dessa reação.
b) Qual é a quantidade de água, em mol, formada pela combustão de 4 mol de propano? Essa quantidade de água corresponde a que valor de massa?
Dado – massa molar em g · mol 1: H
2O = 18,0.
c) Sabendo-se que a massa molar do CO2 é 44 g mol 1, qual é a massa de CO
2 formada
quando são utilizadas 12,0 1023 partículas de propano?
9. Conhecendo a reação de produção do ferro, qual seria a massa de ferro obtida quando 100 kg de óxido de ferro III são adicionados no alto-forno para interagir com os outros reagentes exis- tentes nas quantidades necessárias?
10. No experimento realizado entre solução de hidróxido de sódio e alumínio, inclua o valor da energia na representação da transformação química ocorrida.
Livros
● BELTRAN, N. O.; CISCATO, C. A. M. Química. São Paulo: Cortez, 1991. p. 133-160. (Magistério). Esse livro apresenta alguns textos que discutem a construção histórica da tabela periódica, com enfoque no trabalho desenvolvido por Mendeleev em sua busca por uma lei periódica.
● CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais: de onde vêm? Para onde vão? São Paulo: Mo- derna, 1997. Apresenta informações sobre a obtenção de diferentes metais a partir de seus minérios, sua importância econômica e alguns impactos ambientais causados por sua exploração.
● ESPERIDIÃO, Y. M.; NÓBREGA, O. Os metais e o homem. São Paulo: Ática, 2002. Traz informações sobre a importância de metais e de ligas metálicas para o ser humano, alguns exemplos de sua utilização e atividades que podem ser trabalhadas com os alunos.
● STRATHERN, P. O sonho de Mendeleiev. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2002. O autor narra diversos aspectos históricos ligados à construção do conceito de elemento químico, às descobertas de diversos elementos e às tentativas de organizá-los de acordo com suas características e propriedades, até chegar à proposta de Mendeleev.
● VAITSMAN, D. S.; AFONSO, J. C.; DUTRA, P. B. Para que servem os elementos quími-
cos. Rio de Janeiro: Interciência, 2001. O livro traz informações básicas sobre os elementos
químicos, tais como propriedades físicas e químicas, data em que cada um foi descoberto, abundância na natureza e usos mais comuns.
Sites
● CETEM. Centro de Tecnologia Mineral. Disponível em: <http://www.cetem.gov.br>. Acesso em: 11 nov. 2013. Apresenta dados de produção nacional de diversos metais e de exploração dos minérios.
● DEPARTAMENTO Nacional de Produção Mineral. Disponível em: <http://www.dnpm. gov.br>. Acesso em: 11 nov. 2013. Apresenta dados de produção nacional de diversos me-
● PNEUMOCONIOSES. Disponível em: <http://anatpat.unicamp.br/tapneumocon. html>. Acesso em: 11 nov. 2013. Traz informações sobre diversas doenças pulmonares, algumas provocadas pelo processo de mineração.
● PROCOBRE. Disponível em: <http://procobre.org/pt/>. Acesso em: 11 nov. 2013. Essa página da internet apresenta informações gerais relacionadas ao cobre, como dados de pro- dução, história do cobre, aplicações, reciclagem, atualidades sobre a indústria etc.
● SUMÁRIO MINERAL 2013. Disponível em: <http://www.dnpm.gov.br/conteudo. asp?IDSecao=68&IDPagina=3165>. Acesso em: 26 mar. 2014. Essa página da internet apresenta informações gerais sobre a produção mineral brasileira e a compara com a pro-
dução mundial em diversos anos.