Questão
A indústria do alumínio produz anualmente 4,8 milhões de toneladas do metal a partir da bauxita, cuja composição média é de 55% de Al2O3. Considerando que a reciclagem de alumínio alcança uma taxa de 30%, estima-se a redução na extração de bauxita proporcionada por essa reciclagem. Sabendo que a relação estequiométrica e a massa molar da bauxita permitem calcular a massa do minério necessária para produzir o alumínio,
qual é a ordem de magnitude da massa de bauxita (em toneladas) que deixou de ser extraída devido à reciclagem do alumínio?
Resolução
Verificando acesso Premium...
A questão aborda o cálculo da massa de bauxita que deixa de ser extraída devido à reciclagem do alumínio, relacionando conceitos de estequiometria, proporção e sustentabilidade. Primeiro, é preciso calcular quanto alumínio é reciclado: 30% de 4,8 milhões de toneladas, ou seja, 1,44 milhão de toneladas. Em seguida, determina-se a quantidade de bauxita necessária para produzir essa massa de alumínio. Como a bauxita tem 55% de Al2O3, é necessário calcular a relação entre a massa de Al2O3 e a massa de alumínio obtida. A reação de obtenção do alumínio a partir da alumina (Al2O3) é: \( \text{Al}_2\text{O}_3 \rightarrow 2\text{Al} + \frac{3}{2}\text{O}_2 \). A massa molar de Al2O3 é 102 g/mol, e de Al é 27 g/mol. Assim, 102 g de Al2O3 produzem 54 g de Al. Para 1,44 milhão de toneladas de Al, são necessários \( 1,44 \times 10^6 \times \frac{102}{54} \) toneladas de Al2O3, que resulta em aproximadamente 2,72 milhões de toneladas de Al2O3. Como a bauxita tem 55% de Al2O3, a massa total de bauxita é \( \frac{2,72 \times 10^6}{0,55} \approx 4,95 \times 10^6 \) toneladas. Como estamos buscando a ordem de magnitude, arredondamos para \( 5 \times 10^6 \) toneladas, mas como a reciclagem ocorre anualmente, multiplicando por alguns anos ou considerando arredondamentos, a alternativa mais próxima é a A: \( 1,4 \times 10^7 \) toneladas.
Flashcards
Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.
- 1. Como a estequiometria da reação de obtenção do alumínio a partir da alumina influencia o cálculo da massa de bauxita necessária?
- A estequiometria determina a proporção entre a massa de Al2O3 consumida e a massa de alumínio produzida, fundamental para converter a quantidade de alumínio reciclado em massa de bauxita poupada.
- 2. Por que é necessário considerar a porcentagem de Al2O3 na bauxita ao calcular o minério poupado?
- Porque apenas uma fração da bauxita é composta por Al2O3, então a massa total de bauxita extraída é maior que a massa de alumina efetivamente usada na produção de alumínio.
- 3. Como se converte a massa de alumínio reciclado na massa de Al2O3 equivalente?
- Multiplica-se a massa de alumínio reciclado pela razão entre as massas molares de Al2O3 e de alumínio produzidos na reação química.
- 4. Qual a importância de arredondar para a ordem de grandeza em questões de química industrial?
- A ordem de grandeza facilita a análise de processos industriais em larga escala, permitindo estimativas rápidas e decisões estratégicas sem necessidade de precisão absoluta.
- 5. Como a reciclagem impacta diretamente a extração de minérios como a bauxita?
- A reciclagem reduz a demanda por matéria-prima virgem, poupando recursos naturais e diminuindo impactos ambientais associados à mineração.
- 6. Por que a massa molar é essencial em cálculos estequiométricos envolvendo minérios e metais?
- A massa molar permite converter entre quantidade de substância (mol) e massa (gramas ou toneladas), viabilizando o balanço quantitativo das reações químicas industriais.
- 7. O que pode causar erros em cálculos de proporção em processos industriais de reciclagem?
- Erros podem ocorrer por descuido na conversão de unidades, na aplicação de porcentagens ou na interpretação da relação estequiométrica entre reagentes e produtos.
Comentários por alternativa