Questão 10
FUVEST 2004
(FUVEST - 2004 - 2ª fase - Questão 10) Industrialmente, alumínio é obtido a partir da bauxita. Esta é primeiro purificada, obtendo-se o óxido de alumínio, A2O3, que é, em seguida, misturado com um fundente e submetido a uma eletrólise ígnea, obtendo-se, então, o alumínio.
As principais impurezas da bauxita são: Fe2O3, que é um óxido básico e SiO2, que é um óxido ácido. Quanto ao A2O3, trata-se de um óxido anfótero, isto é, de um óxido que reage tanto com ácidos quanto com bases.
a) Na primeira etapa de purificação da bauxita, ela é tratada com solução aquosa concentrada de hidróxido de sódio. Neste tratamento, uma parte apreciável do óxido de alumínio solubiliza-se, formando NaA(OH)4. Escreva a equação química balanceada que representa tal transformação.
b) Se a bauxita fosse tratada com solução aquosa concentrada de ácido clorídrico, quais óxidos seriam solubilizados? Justifique por meio de equações químicas balanceadas.
c) Na eletrólise do óxido de alumínio fundido, usam-se várias cubas eletrolíticas ligadas em série, através das quais passa uma corrente elétrica elevada. Se n cubas são ligadas em série e a corrente é I, qual deveria ser a corrente, caso fosse usada apenas uma cuba, para produzir a mesma quantidade de alumínio por dia? Justifique, com base nas leis da eletrólise.
Gabarito:
Resolução:
a) Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2NaAl(OH)
b) Serão solubilizados apenas os óxidos de alumínio e ferro, formando os cloretos correspondentes.
c) Seguindo as leis da eletrólise, conforme formuladas por Faraday, observamos que a quantidade de substância eletrolisada é diretamente proporcional à carga elétrica que passa através da solução, então,
1 cuba: Q=It ⇒ I=Q/t
Para n cubas, temos que,
Qtotal = nQ
Então,
I'=nQ/t
Como Q/t=I, segue que
I'=nI