Ejercicios: Menas, ganga y pureza de los reactivos

Explicá con tus palabras qué es una mena y qué es la ganga en un yacimiento minero. Luego indicá cuál de las dos es la que se busca aprovechar en la obtención de un metal y cuál se descarta en el proceso.

La hematita es un mineral cuya fórmula es $Fe_2O_3$. Usando las masas atómicas $Fe = 56$ y $O = 16$, calculá la masa molar de la hematita y escribila con su unidad.

Un laboratorio escolar recibe un frasco de carbonato de calcio, $CaCO_3$, con una pureza del 90 % en masa. Si el frasco contiene 200 g de muestra, calculá cuántos gramos de $CaCO_3$ puro hay y cuántos gramos corresponden a impurezas.

La magnetita tiene fórmula $Fe_3O_4$. Con las masas atómicas $Fe = 56$ y $O = 16$, calculá la composición porcentual en masa de hierro en este mineral. Luego compará el resultado con el de la hematita, $Fe_2O_3$, e indicá cuál de los dos minerales es más rico en hierro.

Una mena de hematita contiene 80 % en masa de $Fe_2O_3$ y el resto es ganga. Se procesan 500 kg de esa mena. Considerá $Fe = 56$ y $O = 16$.

1. a) Calculá la masa de $Fe_2O_3$ presente.
2. b) Calculá la masa de hierro que contiene esa cantidad de $Fe_2O_3$.

En un alto horno el óxido de hierro(III) reacciona con monóxido de carbono según la ecuación:

$Fe_2O_3 + 3\,CO \rightarrow 2\,Fe + 3\,CO_2$

Se parte de 160 kg de $Fe_2O_3$ puro y se obtienen 98 kg de hierro. Con $Fe = 56$ y $O = 16$, calculá la masa teórica de hierro que podría obtenerse y el rendimiento porcentual de la reacción.

Una empresa metalúrgica de Salta analiza una mena que contiene 60 % en masa de $Fe_2O_3$ (el resto es ganga). Procesa 2.000 kg de mena en un alto horno cuyo rendimiento es del 85 % para la reacción $Fe_2O_3 + 3\,CO \rightarrow 2\,Fe + 3\,CO_2$. Considerá $Fe = 56$ y $O = 16$.

1. a) Calculá la masa de $Fe_2O_3$ en la mena.
2. b) Calculá la masa teórica de hierro.
3. c) Calculá la masa de hierro realmente obtenida.
4. d) Expresá el resultado final en toneladas.

Una cooperativa evalúa dos menas para producir hierro. La mena A es magnetita, $Fe_3O_4$, con 70 % de pureza en masa. La mena B es hematita, $Fe_2O_3$, con 85 % de pureza en masa. Ambas se ofrecen al mismo precio por tonelada y el resto de cada mena es ganga. Considerá $Fe = 56$ y $O = 16$.

1. a) Calculá cuántos kilogramos de hierro contiene una tonelada de cada mena.
2. b) Argumentá cuál conviene comprar si solo se tiene en cuenta el contenido de hierro.
3. c) Mencioná un factor adicional, además de la composición, que habría que considerar antes de decidir la compra.