Apenas alguns materiais que encontramos no nosso dia-a-dia são compostos de uma única substância. A maioria é uma mistura. Quase todos os alimentos, por exemplo, são misturas de substâncias químicas. É essa mistura que dá sabor e aroma à nossa comida.
Uma mistura contém duas ou mais substâncias puras - elementos ou compostos - que podem ser sólidos, líquidos ou gases. O ar atmosférico é uma mistura de gases, o cimento é uma mistura de sólidos e a água do mar é uma mistura de sólidos, líquidos e gases.Mas em nosso cotidiano, muitas vezes precisamos utilizar as substâncias puras, então, para isso precisamos separá-las. Mas como?
Através de processos de separação dos componentes da mistura, ou seja, análise imediata. São muitos os processos de separação ou fracionamento, variam conforme o tipo da mistura. Antes de começarmos uma separação, precisamos analisar o tipo de mistura, se é homogênea ou heterogênea e lembrar que uma mistura homogênea possui apenas uma fase, ou seja, é o tipo de mistura que, a olho nu, não se percebe os seus componentes.
Por exemplo, o ar atmosférico: um sistema com gases sempre tem uma única fase, não existe sistema heterogêneo de dois ou mais gases.
A nossa atmosfera tem cerca de 78% em volume de nitrogênio, e 21% de oxigênio. Esses gases têm enorme importância, o nitrogênio, por exemplo, é utilizado como atmosfera inerte e como congelante (à baixas temperaturas), e o oxigênio, sendo essencial a nossa respiração, é muito utilizado na medicina, além de útil também na indústria, como oxidante, comburente de maçaricos para soldagem e corte de materiais de ferro e aço. Utiliza-se ainda na produção de uma grande variedade de substâncias de interesse industrial, como o acetileno, o peróxido de hidrogénio (água oxigenada) e o cloro (por oxidação do HCl). Outras aplicações incluem a utilização do gás em garrafas para mergulhadores, em tendas hiperbáricas para fins terapêuticos e como comburente em motores de reação.
Mas, para utilizarmos os gases presentes na atmosfera precisamos antes separá-los.
O primeiro passo é tornar o ar atmosférico um líquido...
Para separarmos os vários componentes gasosos do ar atmosférico a mistura de gases é primeiramente seca e transformada em ar líquido através do resfriamento a - 200 °C (liquefação). O ar liquefeito é então transferido para a coluna de fracionamento; e seus componentes poderão depois ser separados através da destilação fracionada. Na coluna existem compartimentos com diferentes temperaturas onde cada componente é fracionado de acordo com sua T. E (temperatura de ebulição).
O nitrogênio e o oxigênio presentes no ar têm pontos de ebulição, respectivamente, de -195,8 ºC e - 183 ºC, Por isso, para separar estes dois gases a temperatura é inicialmente diminuída até o ar se tornar líquido (-200ºC). A partir daí, a separação ocorre através da destilação. O nitrogênio é, então, destilado em primeiro lugar, devido à menor temperatura de ebulição.
Mas como será esta destilação?
Depois de transformarmos a mistura do ar atmosférico em líquida, utilizamos a destilação fracionada para separar os diferentes componentes do ar atmosférico. O processo da destilação industrial é baseado nos mesmos princípios da destilação em laboratório, só precisamos ter reatores que mantenham a grande pressão necessária para o ar líquido.
Acesse o Estudo Interativo- Análise Imediata.
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Esta pergunta foi respondida pelas professoras Andreia Lopes dos Santos, da equipe do serviço Professor Web.
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