A bauxita, composta por cerca de 50% de Al2O3, é o mais importante minério de alumínio. As seguintes etapas são necessárias para a obtenção de alumínio metálico:
1. A dissolução do Al2O3 (s) é realizada em solução de NaOH (aq) a 175 °C, levando à formação da espécie solúvel NaAl(OH)4 (aq).
2. Com o resfriamento da parte solúvel, ocorre a precipitação do Al(OH)3 (s).
3. Quando o Al(OH)3 (s) é aquecido a 1 050 °C, ele se decompõe em Al2O3 (s) e H2O.
4. Al2O3 (s) é transferido para uma cuba eletrolítica e fundido em alta temperatura com auxílio de um fundente.
5. Através da passagem de corrente elétrica entre os eletrodos da cuba eletrolítica, obtém-se o alumínio reduzido no cátodo.
As etapas 1, 3 e 5 referem-se, respectivamente, a fenômenos:
A) Químico, físico e físico.
B) Físico, físico e químico.
C) Físico, químico e físico.
D) Químico, físico e químico.
E) Químico, químico e químico.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Físico-Química / Processos Industriais / Transformações químicas e físicas
🔢 Nível da Questão
🔹Médio, exige atenção à leitura e compreensão da diferença entre fenômenos físicos e químicos ao longo de um processo metalúrgico
✅ Gabarito
- Letra E – químico, químico e químico
📝 Resolução Passo a Passo
🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
O enunciado apresenta 5 etapas do processo industrial de obtenção do alumínio metálico a partir da bauxita, que contém óxido de alumínio (Al₂O₃).
Pede-se que identifiquemos se as etapas 1, 3 e 5 são fenômenos químicos ou físicos.
📌 O foco é saber:
- Onde ocorre transformação de substâncias (fenômeno químico)
- Onde há apenas mudança de estado físico ou separação (fenômeno físico)
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
🧪 Fenômeno químico:
Envolve a formação de novas substâncias. Há mudança na composição da matéria:
- Ex: reações, decomposição, eletrólise, oxirredução.
❄️ Fenômeno físico:
Não altera a composição das substâncias, apenas o estado físico ou a forma:
- Ex: fusão, condensação, cristalização, dissolução sem reação.
📌 Em processos industriais, a dissolução com reação, decomposição térmica, eletrólise são sempre químicos.
🧮 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
Vamos analisar as etapas 1, 3 e 5:
🔹 Etapa 1:
“A dissolução do Al₂O₃ em solução de NaOH a 175 °C, formando Na[Al(OH)₄]”
📌 Isso não é uma simples dissolução física. É uma reação química, pois o Al₂O₃ reage com o NaOH para formar um novo composto solúvel.
✅ Fenômeno químico
🔹 Etapa 3:
“Quando o Al(OH)₃ é aquecido a 1050 °C, decompõe-se em Al₂O₃ e H₂O”
📌 Trata-se de uma decomposição térmica. O hidróxido se quebra em dois produtos diferentes, com alteração da composição química.
✅ Fenômeno químico
🔹 Etapa 5:
“Através da eletrólise da cuba eletrolítica, obtém-se o alumínio metálico reduzido no cátodo”
📌 A eletrólise é um processo químico induzido por corrente elétrica, que reduz o Al³⁺ para Al metálico.
✅ Fenômeno químico.
Todas as três etapas envolvem transformações químicas, com quebra de ligações, formação de novas substâncias e mudança na composição:
Etapa 1: formação de um novo sal complexo
Etapa 3: decomposição do hidróxido
Etapa 5: redução de íons a metal puro
🧠 Nada nelas é apenas físico, como fusão, evaporação ou mudança de estado.
📌 São reações químicas em todas as etapas analisadas.
🧷 Passo 4: Análise das alternativas e resolução
A) Químico, físico e físico
🔴 Errado. Etapas 3 e 5 não são físicas. Há decomposição e eletrólise.
B) Físico, físico e químico
🔴 Errado. A etapa 1 não é um fenômeno físico, pois há reação.
C) Físico, químico e físico
🔴 Errado. Etapas 1 e 5 são reações, portanto químicas.
D) Químico, físico e químico
🔴 Errado. A etapa 3 (decomposição) é claramente química.
E) Químico, químico e químico
🟢 Correta! Todas as três etapas envolvem transformações químicas com formação de novas substâncias.
🎯Passo 5: Conclusão e justificativa final
✅ A alternativa correta é a letra E.
As etapas 1, 3 e 5 do processo de obtenção do alumínio a partir da bauxita envolvem transformações químicas reais, com alteração da composição da matéria:
- Etapa 1: reação entre Al₂O₃ e NaOH formando um sal solúvel
- Etapa 3: decomposição térmica do hidróxido
- Etapa 5: eletrólise com redução de Al³⁺ a Al⁰ metálico
🧪 Por isso, todas essas etapas são fenômenos químicos, conforme pede a questão.
