Questão 72
UNICAMP 2022
(UNICAMP - 2022 - 1ª fase - Caderno R)
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 e
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.
Considerando as figuras, é correto afirmar que a separação a que se refere o texto seria possível utilizando-se
apenas o material NaX. O oxigênio seria obtido na pressurização do sistema.
qualquer um dos dois materiais. O oxigênio seria obtido na despressurização do sistema apenas no caso do CoBTTri.
apenas o material CoBTTri. O oxigênio seria obtido na pressurização do sistema.
qualquer um dos dois materiais. O oxigênio seria obtido na despressurização do sistema apenas no caso do NaX.
Gabarito:
qualquer um dos dois materiais. O oxigênio seria obtido na despressurização do sistema apenas no caso do CoBTTri.
Resolução:
Precisamos analisar em qual dos sistemas ocorre a separação do oxigênio com o nitrogênio e, em qual deles, vamos obter o gás oxigênio.
Em ambos os gráficos dados, é possível perceber que, ao aumentar a pressão, o sólido vai reter mais um dos compostos (N2 ou O2). Por isso, a separação irá ocorrer para ambos os metais utilizados.
No enunciado é dito que a despressurização do sólido, quando está saturado, vai dessorver , isto é, será liberado. Precisamos de um gráfico onde a quantidade de gás oxigênio adsorvida será maior e, quando despressurizado, irá liberá-lo.
A) INCORRETA. Ambos os complexos de metais vão separar os gases.
B) CORRETA. Como foi dito, em ambos os gráficos vai ocorrer a separação dos gases. No gráfico de CoBTTri, temos uma grande quantidade de O2 adsorvida e, ao ocorrer a despressurização (diminuição da pressão), esse gás irá ser liberado para o sistema.
C) INCORRETA. Ambos os complexos de metais vão separar os gases.
D) INCORRETA. No gráfico de NaX, temos a retenção maior do gás nitrogênio. Ao despressurizar o metal saturado, o gás que vai ser liberado para o sistema será o N2. Sendo assim, não é a resposta que queremos.