POSTADO POR QUÍMICA - ALEXANDRE
Oi car@ alun@, espero que você e sua família estejam bem. Sou o Alexandre, professor de Química de vocês neste ano 2021.
Eu sei que vocês não tinham a disciplina de Química no ano passado. Na verdade, vocês tinham a disciplinas de Ciências que agora, no Ensino médio, se transforma em outras três disciplinas: Química, Física e Biologia.
DEVOLUTIVA DAS ATIVIDADES: enviar para o email quimicaalexandre2020@gmail.com Prazo: 19/02/2021
Pode mandar as questões e respostas digitadas ou se preferir faça no caderno, tire foto (legível) e envie para o email acima, sempre com seu nome, número e série, para eu saber quem é você.
Também peço que repasse essa atividade a demais colegas que não estejam conseguindo ter acesso. Obrigado.
Como se obtém os componentes do ar?
O ar atmosférico se constitui de uma mistura homogênea (uma só aparência), contendo 78% de N2, 21% de O2 e 1% de outros gases (Argônio, gás carbônico, etc)
O método industrial utilizado para separar os componentes do ar seco é a destilação fracionada do ar líquido. Para tornar o ar líquido, primeiro é preciso comprimi-lo e ao mesmo tempo resfriá-lo a (–180 °C), temperatura esta difícil de ser obtida.
Depois que o ar foi liquefeito, ele é introduzido em uma coluna de fracionamento (separação), conforme mostra a figura abaixo e vai sendo ainda mais resfriado.
Conforme cada um dos componentes vai atingindo suas temperaturas de liquefação (temperatura em que uma substância passa de gasoso para líquido), cada componente vai ficando mais denso se concentrando em certo ponto da coluna por onde sai pelas tubulações laterais.
Por exemplo, quando o ar resfriado atinge (-183 ºC), o gás oxigênio atinge seu ponto de liquefação, temperatura em que se liquefaz, caindo e saindo pela parte de baixo da coluna.
Depois, o ar continua sendo resfriado e quando a mistura atinge (-186 ºC), é o gás argônio que atinge seu ponto de liquefação, se condensa em liquido e cai na coluna. Mas ao atingir a temperatura mais quente na base da coluna (-183) ele vira vapor de novo e sobre. Assim, o Argônio acaba encontrando sua saída no meio da coluna pela tubulação lateral.
Por fim a mistura é ainda mais resfriada atingindo (-196 ºC), que é o ponto de liquefação do gás nitrogênio que se condensa e sai pelo topo da coluna.
Assim cada componente vai saindo conforme atinge sua temperatura ou ponto de liquefação, tornando-se líquido e saindo pela região da coluna mais favorável.
Após a separação dos componentes do ar, estes são armazenados em cilindros de aço e comercializados. Vejamos em que podem ser usados:
O2 (Oxigênio) — alimentação de combustão (queima) em soldas de acetileno, aparelhos de respiração artificial (hospitais), produção de aço;
N2 (Nitrogênio) — produção de amônia, ácido nítrico e fertilizantes;
Ar (Argônio) — preenchimento de lâmpadas de filamento. Por ser um gás inerte, que não reage com nenhuma substância, nem explode, o argônio impede que haja explosão da lâmpada quando a mesma acende). Se a lâmpada tivesse ar em seu interior o oxigênio reagiria com o metal do filamento, provocando a explosão da lâmpada.
Questões:
1) O ar é uma mistura de vários gases. Por que então temos a impressão de que ele é uma única substância? (3 linhas)
2) Quais os principais gases que compõem o ar, sua fórmula e sua porcentagem? (3 linhas)
3) Quais as utilidades de cada gás que compõe o ar uma vez separados?
4) Explique o processo de resfriamento do ar até torná-lo líquido (3 linhas)
5) Como é feita a separação de cada um dos componentes do ar na coluna de separação?
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