Fuvest 2002 · Segunda fase · Discursiva

Química · Velocidade de reação, Oxirredução, Reações com oxigênio

O ferro-gusa, produzido pela redução do óxido de ferro em alto-forno, é bastante quebradiço, tendo baixa resistência a impactos. Sua composição média é a seguinte:

Para transformar o ferro-gusa em aço, é preciso mudar sua composição, eliminando alguns elementos e adicionando outros. Na primeira etapa desse processo, magnésio pulverizado é adicionado à massa fundida de ferro-gusa, ocorrendo a redução do enxofre. O produto formado é removido. Em uma segunda etapa, a massa fundida recebe, durante cerca de 20 minutos, um intenso jato de oxigênio, que provoca a formação de CO, SiO2, MnO e P4O10, os quais também são removidos. O gráfico ao lado mostra a variação da composição do ferro, nessa segunda etapa, em função do tempo de contacto com o oxigênio.

Para o processo de produção do aço:

  1. Qual equação química representa a transformação que ocorre na primeira etapa? Escreva-a.
  2. Qual dos três elementos, Si, Mn ou P, reage mais rapidamente na segunda etapa do processo? Justifique.
  3. Qual a velocidade média de consumo de carbono, no intervalo de 8 a 12 minutos?

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