Questão 19066
UPE 2013
(Upe 2013) Um dos contaminantes do petróleo e do gás natural brutos é o H2S. O gás sulfídrico é originário de processos geológicos, baseados em diversos mecanismos físico-químicos ou microbiológicos, os quais necessitam de: uma fonte de enxofre, por exemplo, íons sulfato; um mediador, como as bactérias ou as elevadas temperaturas de subsuperfície, e um agente catalisador cuja presença alterará a velocidade da reação de oxirredução da matéria orgânica.
Um dos processos tecnológicos para a remoção do H2S no petróleo se baseia na sua reação com o oxigênio, conforme indicado na equação (I).
2 H2S (g) + O2 (g) → 2 S (s) + H2O (ℓ) (I)
No entanto, com base na premissa econômica, é comum o lançamento contínuo de baixos teores de H2S diretamente na atmosfera, sem tratamento que acabam reagindo na atmosfera e retornando ao ambiente sob forma de SO2, conforme mostra a equação II, indicada a seguir:
H2S (g) + O3 (g) → SO2 (g) + H2O (ℓ) (II)
Mainier, F. B.; Rocha, A.A. H2S: novas rotas de remoção química e recuperação de enxofre. 2º Congresso Brasileiro de P&D em Petróleo & Gás (Adaptado)
Dados: 2 H2S (g) + 3 O2 (g) → 2 SO2 (s) + 2 H2O (ℓ) ΔH = -1124 kJ
3 S (s) + 2 H2O (ℓ) → 2 H2S (g) + SO2 (g) ΔH = +233 kJ
A seguir, são apresentadas quatro afirmativas associadas à contaminação do petróleo e do gás natural brutos com o H2S.
I. O tipo de processamento dado ao petróleo e ao gás natural pode contribuir para a formação da chuva ácida.
II. A oxidação do H2S com agentes oxidantes, como oxigênio, no tratamento do petróleo é um dos principais fatores que tem comprometido a existência da camada de ozônio.
III. O sulfato de cálcio (CaSO4) e/ou o sulfato de bário (BaSO4), presente(s) em sedimentos marinhos, serve(m) como fonte natural de SO42- para os mecanismos de geração de H2S que se misturam ao petróleo.
IV. Quando 16 kg de enxofre são produzidos, de acordo com a equação I, a variação de entalpia para a reação e a quantidade de calor produzido no tratamento oxidativo do H2S com o oxigênio são, respectivamente, ΔH = -530 kJ e 1,3 × 105 kJ.
Considerando as informações contidas no texto e o conhecimento acerca das temáticas envolvidas, está CORRETO apenas o que se afirma em
I e II.
II e III.
III e IV.
I, III e IV.
II, III e IV.
Gabarito:
I, III e IV.
Resolução:
I) O processamento ocorre com formação de SO2. Este óxido, por sua vez, pode ser oxidado à SO3 na atmosfera formando H2SO4 ao reagir com água, contribuindo com a chuva ácida.
II) FALSO. A oxidação do H2S com O2 nada influi na camada de ozônio. O que influi na camada de ozônio é a liberação de H2S na atmosfera, pois este é oxidado pelo O3 da alta atmosfera consumindo-o.
III) De fato, CaSO4 e BaSO4 são sais insolúveis que podem se acumular nos sedimentos marinhos podendo servir como fonte de enxofre para os processos biológicos que formam o petróleo.
IV) Somando, com a lei de Hess, a primeira equação dos dados com duas vezes o inverso da segunda, encontramos a reação (I):
2 H2S (g) + 3 O2 (g) → 2 SO2 (s) + 2 H2O (ℓ) ΔH = -1124 kJ
+
4 H2S (g) + 2 SO2 (g) → 6 S (s) + 4 H2O (ℓ) ΔH = 2*(-233) kJ
=
6 H2S (g) + 3 O2 (g) → 6 S (s) + 6 H2O (ℓ) ΔH = -1590 kJ
Dividindo por 3, temos:
2 H2S (g) + O2 (g) → 2 S (s) + H2O (ℓ) ΔH = -530 kJ
Podemos fazer uma regra de três para encontrar o calor liberado:
2 mol de S produzido libera -530 kJ, então
(16*1000 g)/(32 g/mol) de S produzido libera E
Resolvendo, temos que E 1,3*105 kJ