A siderurgia e o ramo da indústria que visa a obtenção de ferro a partir de minérios de ferro

Ao nosso redor existem inúmeros objetos feitos de ferro, aço ou alguma outra liga metálica que contenha ferro. Por isso, é pouco provável que alguém não saiba que metal é esse. Porém, o ferro não é encontrado na sua forma metálica isolada, livre na natureza, mas sim na forma de seus minérios. Os principais minérios de ferro são:

• Hematita (Fe2O3);
• Magnetita (Fe3O4);
• Siderita (FeCO3);
• Limonita (Fe2O3.H2O);
• Pirita (FeS2).

Através dos minérios existentes na natureza é possível obter os mais diversos metais, tais como a prata, o mercúrio, o cobre, o chumbo e o zinco. A metalurgia é a área que estuda essas transformações. Um dos ramos da metalurgia é a siderurgia (do grego “trabalho feito sobre o ferro”), que estuda as formas de obtenção do ferro e do aço a partir de seus minérios, sendo que a mais utilizada é a hematita, mostrada a seguir:

A siderurgia é muito antiga, surgiu entre 3000 e 2000 a.C., mas foi somente por volta de 1200 a.C. (época conhecida como “Idade do Ferro”) que o ferro passou a ser obtido em quantidades apreciáveis por meio de seus minérios. O processo mais empregado é o do alto-forno, que, de modo geral, obedece aos seguintes procedimentos:

• O alto-forno é carregado com carvão coque, que é queimado para aquecer esse forno;
• Coloca-se pela parte superior do alto-forno uma mistura do minério de ferro (hematita), calcário (CaCO3) e carvão coque, que é um carvão rico em carbono. Essa mistura funciona como fundente, abaixando o ponto de fusão da hematita;

• É injetada na parte inferior do alto-forno uma corrente de ar quente. Ocorre, então, a combustão incompleta do carvão coque na presença do oxigênio molecular injetado, formando-se monóxido de carbono (CO):

2 C + O2 → 2 CO

Muito antigamente, o minério de ferro e o carvão coque eram colocados em um buraco no chão e aquecidos, sendo que a entrada de ar era feita manualmente.

• O monóxido de carbono reage com a hematita (óxido de ferro - Fe2O3), originando óxido de ferro II (FeO) e dióxido de carbono;

3 Fe2O3 + CO → 2 Fe2O4+ CO2

Fe2O4 + CO → 3 FeO + CO2

• O óxido de ferro II reage com o monóxido de carbono, formando ferro metálico (Fe0) e dióxido de carbono:

FeO + CO → Fe +  CO2

Essa é uma das duas camadas formadas no alto-forno, é a mais densa e esse ferro é chamado de ferro-gusa, que contém de 2% a 5% de carbono, sendo muito quebradiço.

Por meio dele, obtém-se o aço – liga metálica formada por aproximadamente 98,5% de ferro, 0,5 a 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e oxigênio. É usado em peças metálicas que sofrem elevada tração, pois é mais resistente à tração do que o ferro puro. O aço também tem maior dureza que o ferro e pode ser trabalhado pela forja, laminação e extrusão.

Além disso, o aço é uma liga usada para produzir outras ligas metálicas, como o aço inox, que é formado por 74% de aço, 18% de cromo e 8% de níquel. Por ser praticamente inoxidável, é usado em talheres, peças de carro, brocas, utensílios de cozinha e decoração. Graças a esses fatores, em 2008, a produção de aço superou em um bilhão de toneladas a do ferro no mundo todo.

• A camada menos densa que é formada no alto-forno é chamada de escória. Ela é formada quando o calcário se decompõe em CaO, CO2­ e impurezas. O CaO reage com a sílica (impurezas do minério):

CaCO3 → CaO + CO2­

CaO + SiO2 → CaSiO3

Cada uma dessas camadas sai por condutos separados. A escória não é descartada, ela pode ser usada na produção de cimento.

• Para obter o ferro doce, que é o ferro purificado em praticamente 100%, utilizam-se várias técnicas. Uma delas consiste na injeção de gás oxigênio puro dentro do alto-forno, a elevadas pressões. Desse modo, o oxigênio reage com o carbono, que se transforma em dióxido de carbono e desprende-se do ferro, sendo removido.

ATIVIDADE DA SEMANA 06 24/03/2021 Pág: 33 Questão 17 A siderurgia é o ramo da indústria que visa à obtenção de ferro a partir de minérios de ferro. Um desses minérios, denominado hematita, contém a substância óxido ferroso. Nas indústrias siderúrgicas, além do minério, também é empregado carvão, que é constituído da substância carbono. Duas reações químicas que ocorrem nos fornos siderúrgicos podem ser representadas pelas equações químicas a seguir: carbono 1 oxigênio ( monóxido de carbono óxido ferroso 1 monóxido de carbono ( ferro 1 dióxido de carbono a) Explique o significado dos sinais de mais (1) que aparecem nessas equações. Os sinais podem ser lidos como “e". b) Esclareça o que a seta (() indica nessas equações. Elas indicam o resultado da transformação das substâncias representadas à esquerda. c) Expresse, com palavras, o que cada uma das equações químicas representa. Primeira: o carbono e oxigênio reagem formando o monóxido de carbono. Segunda: o óxido ferroso e monóxido de carbono reagem formando ferro e dióxido de carbono. d) Quais são os reagentes de cada uma das duas reações químicas? Primeira: carbono e oxigênio. Segundo: óxido ferroso e monóxido de carbono. e) Quais são os produtos dessas duas reações químicas? O produto da primeira reação é monóxido de carbono e o produto da segunda reação são ferro e dióxido de carbono. Pág: 33 INTERPRETAÇÃO DE EXPERIMENTOS Em uma série de experimentos químicos, seguindo todas as normas de segurança laboratorial, as substâncias nitrato de amônio, nitrito de amônio e amônia foram submetidas a condições que provocaram sua decomposição. Os resultados estão expressos a seguir: nitrato de amônio óxido nitroso + água nitrito de amônio nitrogênio + água amônia nitrogênio + hidrogênio Duas das substâncias produzidas foram submetidas a condições adequadas para serem decompostas, e os resultados foram: óxido nitroso nitrogênio + oxigênio água hidrogênio + oxigênio Testando as substâncias nitrogênio, hidrogênio e oxigênio, os químicos verificaram que elas não se decompõem em nenhuma circunstância. Fundamentado nessas informações, realize as atividades 18 a 21. 18. No texto acima, foram citadas oito substâncias. Relacione o nome delas em seu caderno. Nitrato de amônio, óxido nitroso, água, nitrito de amônio, nitrogênio, amônia, hidrogênio e oxigênio. 19. Quais das oito substâncias relacionadas são substâncias compostas? Justifique. Nitrato de amônio, nitrito de amônio, amônia, óxido nitroso e água. Ou seja, elas podem ser decompostas em outras. 20. Quais das oito substâncias relacionadas são consideradas substâncias simples (também denominadas substâncias elementares ou elementos químicos)? Justifique. São substâncias simples: nitrogênio, hidrogênio e oxigênio. Ou seja, essas substâncias não se decomporem em outras. 21. Deduza quais são os elementos que compõem (isto é, que fazem parte da composição, constituição química de) cada uma das substâncias respondidas na atividade 19. O nitrato de amônio é composto dos elementos nitrogênio, hidrogênio e oxigênio; o nitrito é composto de nitro, oxigênio e hidrogênio; a água é composta de hidrogênio e oxigênio: a amônia é composta de nitrogênio e hidrogênio; o óxido nitroso é composto de nitrogênio e oxigênio. Página 34 22° Questão a) Use a Lei de Lavoisier para prever os valores que faltam. 1° linha: 14g; 2° linha: 6g e 3° linha: 42g. b) Mostre que os valores obtidos obedecem a Lei de Proust. 14g/3g = 28g/6g = 42g/9g. 24° O ácido nítrico, representado por HNO3, é muito útil na indústria química, especialmente na produção de fertilizantes. a) As indicações “H”, “N” e “O”, que aparecem nessa representação, são símbolos químicos ou fórmulas químicas? O que indicam? H: indica hidrogênio; N: indica nitrogênio e O: indica oxigênio. b) A representação “HNO3” é um símbolo químico ou uma fórmula química? O que representa? É uma fórmula química, ela representa a molécula da substância. c) De acordo com essa representação, quantos átomos e quantos elementos formam a molécula do ácido nítrico? 5 átomos e 3 elementos. Página 35 26° Para os modelos da atividade anterior, considere: a) Procure o símbolo de cada um desses elementos químicos e escreva-os. Hidrogênio→ H; Flúor→ F; Oxigênio→ O e carbono→ C. b) Escreva a fórmula das substâncias representadas em cada um dos desenhos 1 até 8. 1. HF 2. O2 3. O3 4. CH4 5. F1 e O2. 6. H2, HF e F2 7. O2 e O3 8. CH4 e C2H2 27° Considerando o código ilustrado, escreva a fórmula que representa cada uma das moléculas. 1. HCI 2. H2O 3. H2O2 4. C2H6 5. C3H5 6. NO 7. N2O 8. NO2 9. CO 10. CO2 11. SO2 12. SO3 13. H2SO4 14. CH4O 15. C2H4O2 16. NH3 17. N2H4 18. CI2O 19. HCIO3 20. CH3CI 28° Questão a) Escreva as fórmulas dos reagentes dos reagentes e do produto. Reagentes: NO e O2 e produtos: NO2. b) Represente a reação que ocorreu por meio de uma equação química. No primeiro desenho há: 4 moléculas de NO e 2 moléculas de O2 . No último desenho há 4 moléculas de NO2.

ao alcançar a puberdade, o nosso corpo muda. antes da chegada do primeiro período, é normal sofrermos um crescimento rápido (especialmente de estatura), juntamente com um desenvolvimento dos seios, o crescimento de pelo na púbis, o alargamento das ancas e um aumento das secreções vaginais claras (fluxo vaginal). além disso, a pele torna-se mais oleosa devido a um aumento da transpiração. as glândulas sebáceas da nossa pele tornam-se mais ativas e pode aparecer a acne. de um modo geral, também o cabelo fica mais oleoso, pelo que requer mais cuidados e lavagens mais frequentes. além de todas estas mudanças físicas na adolescência existem ainda as alterações hormonais na adolescência e as mudanças nos orgãos sexuais. durante esta etapa da nossa vida, os nossos órgãos sexuais desenvolvem-se completamente. em seguida, podemos ver como são os órgãos sexuais femininos, que representam uma das maiores mudanças físicas na adolescência. são constituídos por diferentes partes que se dividem em dois grupos: os órgãos sexuais externos e os órgãos sexuais internos.