GABARITO: ALTERNATIVA E

A questão envolve cálculos estequiométricos em um processo industrial de duas etapas para produção de titânio metálico (Processo Kroll).

Estratégia: Trabalhar de trás para frente, partindo do Ti metálico desejado até chegar ao Cl₂ necessário.

Cálculos passo a passo:

1. Mols de Ti desejados:

n(Ti) = 480.000 g ÷ 48 g/mol = 10.000 mol de Ti

2. Segunda reação (redução):

2 Mg + TiCl₄ ⇌ 2 MgCl₂ + Ti

1 mol TiCl₄ → 1 mol Ti

Para 10.000 mol Ti → 10.000 mol TiCl₄

3. Primeira reação (cloração):

TiO₂ + 2 Cl₂ + 2 CO ⇌ TiCl₄ + 2 CO₂

2 mol Cl₂ → 1 mol TiCl₄

Para 10.000 mol TiCl₄ → 20.000 mol Cl₂

4. Massa de Cl₂:

massa(Cl₂) = 20.000 mol × 71 g/mol = 1.420.000 g = 1.420 kg

Relação estequiométrica final: 1 mol Ti ← 2 mol Cl₂

Verificação:

A relação de massas Ti:Cl₂ é aproximadamente 1:3, confirmando que para 480 kg de Ti são necessários cerca de 1.420 kg de Cl₂.