Questão 40 (Unicamp 2022)

Prova Q e X

O sistema PSA (Pressure Swing Adsorption) é uma alternativa à produção de oxigênio para hospitais ou indústrias distantes de fornecedores. Esse sistema é também uma opção para os casos em que a produção por destilação criogênica não supre a demanda. O funcionamento do PSA se baseia na adsorção seletiva do oxigênio ou do nitrogênio. O ar pressurizado é forçado a passar por colunas contendo substâncias sólidas. Tais substâncias adsorvem seletivamente ou o oxigênio ou o nitrogênio. Quando o sólido fica saturado, promove-se uma despressurização do sistema e então o gás se dessorve do sólido. Dessa forma, os dois principais gases do ar são separados um do outro. A figura A esquematiza o sistema de funcionamento do PSA e os gráficos 1 e 2 representam isotermas de adsorção (estudo do equilíbrio a uma temperatura constante) de N2 e O2 para dois adsorventes distintos. O gráfico 1 diz respeito a um complexo do metal cobalto denominado CoBTTri, enquanto o gráfico 2 diz respeito a um zeólito representado pela fórmula NaX.

Gráfico 1 - CoBTTri mostrando uma quantidade adsorvida maior de oxigênio em relação ao nitrogênio e acordo com o aumento da pressão em bar

Gráfico 2 - NaX mostrando uma adsorção maior de nitrogênio em relação ao oxigênio de acordo com o aumento da pressão em bar

Considerando as figuras, é correto afirmar que a separação a que se refere o texto seria possível utilizando-se 

(a) apenas o material NaX. O oxigênio seria obtido na pressurização do sistema. 

(b) qualquer um dos dois materiais. O oxigênio seria obtido na despressurização do sistema apenas no caso do CoBTTri. 

(c) apenas o material CoBTTri. O oxigênio seria obtido na pressurização do sistema. 

(d) qualquer um dos dois materiais. O oxigênio seria obtido na despressurização do sistema apenas no caso do NaX. 

Resolução 

A técnica de PSA é uma técnica que se utiliza um sólido para adsorver, seletivamente, alguns gases e assim, pode ser utilizada na separação de misturas gasosas. 

Analisando-se o gráfico 1, observa-se que o gás nitrogênio é mais adsorvido que o nitrogênio no complexo de cobalto. Já no gráfico 2, o nitrogênio é mais adsorvido que o oxigênio. 

Com isso, pode-se concluir que o oxigênio seria obtido no processo de despressurização do sistema apenas no caso de CoBTTri, enquanto o nitrogênio, seria obtido apenas no processo de despressurização no caso da participação do NaX. 

Resposta: B

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Aryanne Viana

Fundadora do Blog VaiQuímica!

Fundadora e Professora do VaiQuímica!, Bacharela em Química pela USP com ênfase em Alimentos e Mestranda em Físico-Química.