O processo de produção do manganês em autoforno pode ser simplificado em duas etapas; a primeira ocorre em uma temperatura mais baixa (500 ºC) e a segunda reação, em uma temperatura mais elevada.
2 MnO₂(s) + C(s) → 2 MnO(s) + CO₂(g); ߡH⁰ = -123 kJ mol⁻¹
2 MnO(s) + C(s) → 2 Mn(s) + CO₂(g); ߡH⁰ = +357 kJ ⁻¹
Dados
M(Mn) = 55 g mol⁻¹;
M(C) = 12 g mol⁻¹;
M(O) = 16 g mol⁻¹
R = 0,082 atm L mol⁻¹ K⁻¹
Considere inicialmente que um minério contém apenas o MnO₂ como a fonte de Mn, além de outras impurezas que não reagem com o C.
a) Considerando o processo completo, escreva a equação global e calcule o valor da variação de entalpia padrão para formação de 1 mol de Mn.
b) Se o processo reacional total gerou uma massa igual a 10,12 ton de CO₂, calcule a massa, em ton, de MnO₂ originalmente no minério.
c) Considerando a massa de 10,12 ton de CO₂ resultante no processo completo, calcule o volume desse gás produzido, medido na CNTP. Expresse o valor em notação científica com duas casas decimais.
d) Escreva a variação do número de oxidação (Nox) do manganês na reação global do processo de produção do elemento.