FGV-SP 2019: Em uma operação de aluminotermia para produção de liga de nióbio e ferro com quantidades estequiométricas

Leia o texto para responder às questões de números 107 a 109.

O nióbio é um metal de grande importância tecnológica e as suas principais reservas mundiais se localizam no Brasil, na forma do minério pirocloro, constituído de Nb2O5.

Em um dos processos de sua metalurgia extrativa, emprega-se a aluminotermia na presença do óxido Fe2O3, resultando numa liga de nióbio e ferro e óxido de alumínio como subproduto. A reação desse processo é representada na equação:

3 Nb2O5 + Fe2O3 + 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al2O3

Na natureza, o nióbio se apresenta na forma do isótopo estável nióbio-93, porém são conhecidos diversos isótopos sintéticos instáveis, que decaem por emissão de radiação. Um deles é o nióbio-95 que decai para o elemento molibdênio-95.

(Sistemas.dnpm.gov.br ; Tecnol. Metal. Mater. Miner.,

São Paulo, v. 6, n. 4, p. 185-191, abr.-jun. 2010 e G. Audi et al./

Nuclear Physics A 729 (2003) 3–128. Adaptado)

QUESTÃO 108
FGV-SP 2019: Em uma operação de aluminotermia para produção de liga de nióbio e ferro com quantidades estequiométricas de Nb2O5 e Fe2O3 e emprego de excesso de alumínio metálico, formaram-se 6,12 toneladas de Al2O3. O total da soma das quantidades, em mols, de nióbio e ferro estimadas para serem obtidas nessa operação é

(A) 6 × 10⁴
(B) 6 × 10⁶
(C) 8 × 10³
(D) 8 × 10⁴
(E) 8 × 10⁶

QUESTÃO ANTERIOR;
- FGV-SP 2019: Na reação de aluminotermia com obtenção da liga de nióbio e ferro, considerando-se a estequiometria apresentada na equação balanceada, o total de elétrons envolvidos no processo é

GABARITO:
(D) 8 × 10⁴

RESOLUÇÃO:
MAl2O3 = (2 . 27,0 + 3 . 16,0) g/mol = 102g/mol

1 mol de Al2O3 –––––––– 102g
x mol de Al2O2 –––––––– 6,12 . 10⁶g
x = 6 . 10⁴ mol de Al2O3

Pela equação, tem-se:
6 Nb ––– 2 Fe –––– 6 Al2O3 (mol)
6 . 10⁴ mol Nb ––– 2 . 10⁴ mol Fe ––– 6 . 10⁴ mol Al2O3

Portanto, a quantidade em mols de Nb e Fe, somados, é:
6 . 10⁴ mol Nb + 2 . 10⁴ mol Fe = 8 . 10⁴ mol (Nb + Fe)

PRÓXIMA QUESTÃO:
- FGV-SP 2019: A figura apresenta a curva de decaimento radiativo de uma amostra de nióbio-95, que decai para molibdênio-95.