Separação de misturas em processos industriais

Química, 1ª série: Separação de misturas em processos industriais

1. Nas refinarias, o petróleo bruto é aquecido e enviado a uma torre de fracionamento, de onde saem, em alturas diferentes, gás liquefeito, gasolina, querosene, óleo diesel e resíduos pesados. A propriedade que permite essa separação é a diferença de

   1. aatração magnética entre as frações
   2. btemperatura de ebulição entre as frações
   3. csolubilidade das frações em água
   4. ddensidade entre as frações sólidas
   5. ecor e odor de cada fração

2. O ar liquefeito é usado industrialmente para obter nitrogênio, oxigênio e argônio puros. As temperaturas de ebulição, a 1 atm, são: N₂ = −196 °C; Ar = −186 °C; O₂ = −183 °C. Quando o ar líquido é aquecido lentamente em uma coluna de fracionamento, o primeiro componente a se separar como gás é o

   1. anitrogênio, que tem a maior temperatura de ebulição
   2. bargônio, que tem a temperatura de ebulição intermediária
   3. cnitrogênio, que tem a menor temperatura de ebulição
   4. doxigênio, que é o gás mais reativo da mistura
   5. eoxigênio, que tem a maior temperatura de ebulição

3. Na produção de açúcar, o caldo de cana é purificado e concentrado por evaporação até formar uma massa com cristais de açúcar e um líquido viscoso, o melaço. Para separar rapidamente os cristais do melaço, as usinas utilizam

   1. aa destilação fracionada
   2. ba dissolução fracionada em água
   3. ca separação magnética
   4. da sublimação
   5. ea centrifugação

4. O Rio Grande do Norte é o maior produtor brasileiro de sal marinho. Nas salinas, a água do mar é represada em tanques rasos. As condições naturais que favorecem essa atividade são

   1. asol intenso, ventos constantes e poucas chuvas, que aceleram a evaporação
   2. btemperaturas baixas, que provocam a fusão do sal
   3. cmarés altas, que fazem o sal decantar no fundo do mar
   4. dsolo arenoso, que filtra o sal e retém apenas a água
   5. echuvas frequentes, que aumentam o volume de água nos tanques

5. Garimpeiros usam a bateia, uma bacia rasa em que agitam areia do rio com água, inclinando-a aos poucos. A areia é levada pela água, e o ouro fica no fundo. Esse método, chamado levigação, baseia-se na diferença de

   1. amagnetismo do ouro e da areia
   2. bdensidade entre o ouro e a areia
   3. ctemperatura de fusão do ouro e da areia
   4. dsolubilidade do ouro na água
   5. etemperatura de ebulição da água e do ouro

6. Ao preparar café em um coador de papel, ocorrem duas operações de separação. Elas são, nessa ordem,

   1. adestilação e decantação
   2. bfiltração e evaporação
   3. cdecantação e catação
   4. dextração por solvente e filtração
   5. edissolução fracionada e centrifugação

7. Nas usinas, o etanol obtido por fermentação é separado da água por destilação fracionada. Mesmo com colunas muito eficientes, esse processo não produz etanol puro, parando em cerca de 95,6% de etanol em massa. Isso ocorre porque

   1. aa essa composição a mistura é eutética e solidifica na coluna
   2. bo etanol reage com a água e forma uma nova substância
   3. ca essa composição a mistura é azeotrópica e ferve sem mudar de composição
   4. do etanol se decompõe ao ser aquecido acima de 78 °C
   5. ea água tem temperatura de ebulição menor que a do etanol

8. Em uma cooperativa de reciclagem, latas de aço e de alumínio chegam misturadas em uma esteira. Um modo eficiente de separá-las é

   1. apassar a esteira sob um eletroímã, que atrai as latas de aço
   2. bjogar as latas na água, pois o alumínio flutua e o aço afunda
   3. cdissolver todas as latas em água quente e filtrar
   4. daquecer as latas até que o aço evapore
   5. epassar a esteira sob um eletroímã, que atrai as latas de alumínio

9. Para verificar se uma tinta de caneta é formada por um único pigmento, um técnico pingou a tinta em uma tira de papel e mergulhou a ponta da tira em álcool. Após alguns minutos, apareceram manchas de três cores em alturas diferentes, como mostra a figura.

   

   Essa técnica e sua conclusão são:

   1. acromatografia; a tinta é uma substância pura
   2. bfiltração; a tinta é uma substância composta
   3. cdecantação; a tinta tem três fases
   4. ddestilação simples; a tinta é uma mistura de pigmentos
   5. ecromatografia; a tinta é uma mistura de pigmentos

10. A tabela resume as principais frações obtidas na destilação fracionada do petróleo.

    Fração	Átomos de carbono por molécula	Faixa de ebulição aproximada (°C)
    Gás liquefeito (GLP)	3 a 4	abaixo de 20
    Gasolina	5 a 10	40 a 200
    Querosene	10 a 16	150 a 280
    Óleo diesel	14 a 20	250 a 350
    Resíduo (asfalto, parafinas)	acima de 20	acima de 350

    a) Que relação existe entre o tamanho das moléculas e a temperatura de ebulição? Em que parte da torre cada fração é recolhida?

    b) O petróleo é um recurso não renovável. Cite duas alternativas a derivados do petróleo usados como combustível no Brasil.

11. Em garimpos de ouro, o mercúrio é misturado à areia rica em ouro e forma uma liga pastosa chamada amálgama, separando o ouro dos grãos de areia. Depois, a amálgama é aquecida: o mercúrio (TE = 357 °C) vaporiza e o ouro (TF = 1064 °C) permanece sólido.

    a) Que propriedade é explorada na etapa de aquecimento?

    b) Explique por que essa prática, feita a céu aberto, é um grave problema ambiental e de saúde, especialmente para populações ribeirinhas e indígenas da Amazônia.

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