Considere a redução do óxido de ferro: Fe2O3 + 3 H2 ? 2 Fe + 3 H2O. Analise quantitativa e qualitativa como…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Considere a redução do óxido de ferro: Fe2O3 + 3 H2 ? 2 Fe + 3 H2O. Analise quantitativa e qualitativa como substituir carvão por hidrogênio (produzido por eletrólise com energia solar) altera: (a) quantidades de reagentes e produtos; (b) balanço energético; (c) emissões de CO2 e sustentabilidade.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Stoquiometria: 1 mol Fe2O3 requer 3 mol H2 e gera 2 mol Fe + 3 mol H2O. Substituir C por H2 elimina os produtos CO/CO2 formados na redução carbônica (ex.: Fe2O3 + 3 C ? 2 Fe + 3 CO/CO2), reduzindo consumo de carbono e emissões diretas. Contudo, a rota com H2 exige grande energia elétrica para eletrólise; se essa energia for solar/renovável, as emissões líquidas diminuem e a sustentabilidade melhora. Desafios: maior demanda energética, custos de H2 e necessidade de infraestrutura para produção, armazenamento e transporte.
Explicação
1) Identificar e usar a estequiometria da reação H2. 2) Comparar com redução por carbono (escrever Fe2O3+3C?2Fe+3CO/CO2) para quantificar CO2 evitado. 3) Avaliar energia requerida para gerar H2 por eletrólise e origem da eletricidade. 4) Concluir impactos em emissões e sustentabilidade.
Raio-X da questão
redução do óxido de ferro
avaliacao
reações de oxidação e redução · balanço de massa e energia
Revisar os conceitos de reações redox e balanço energético.
O aluno pode confundir a quantidade de reagentes e produtos, não considerando as diferenças nas reações com carvão e hidrogênio.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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