Questão 2 Unicamp 2023 - 2ª fase - dia 2
Em um artigo científico, os autores apresentam a figura A com o objetivo de resumir os aspectos mais importantes de um estudo realizado.
a) A partir da figura A, indique a finalidade do experimento, nomeie o processo de transformação e descreva como o experimento foi conduzido. Não deixe de citar aspectos químicos representados pelos elementos gráficos da figura.
b) A figura B mostra alguns resultados obtidos no referido trabalho. Tendo em vista os dados apresentados, proponha a pressão que deve ser escolhida para a produção com maior proporção de hidrocarbonetos mais leves. Justifique sua escolha.
a) A finalidade do experimento descrito é promover a geração de combustíveis a partir de resíduos plásticos poluentes dispersos em matrizes aquosas. O processo ilustrado trata-se do craqueamento, redução ou pirólise catalítica de plásticos, ou seja, obtenção de novas substâncias a partir de tratamentos químicos de resíduos já utilizados. De acordo com o esquema, os resíduos plásticos, outrora descartados de forma indevida no ambiente, são coletados de corpos hídricos e submetidos a um processo químico de redução (usando H2) catalisado por rutênio (Ru), metal de transição bastante utilizado como catalisador em sua forma pura ou em complexos inorgânicos e/ou organometálicos.
Conforme ilustrado, esse metal contribui cineticamente para promover a fragmentação das cadeias poliméricas que compõem os plásticos levando à obtenção de hidrocarbonetos de diferentes tamanhos, os quais são representados pelos elementos visuais à direita da seta, que remetem às suas respectivas aplicações conforme indicado no esquema abaixo:
b) De acordo com a Figura B, pode-se notar que o processo de redução catalítica descrito nos esquemas do artigo científico sofre influência da pressão de H2, agente redutor utilizado na transformação de modo que, cada pressão utilizada leve à uma distribuição percentual de produtos formados. As frações mais leves (C8 a C16) foram indicadas pelos trechos em branco das barras e tem suas composições percentuais apresentadas no esquema abaixo:
Assim, de acordo com o gráfico, nota-se que o maior percentual de hidrocarbonetos leves na mistura de produtos é obtido para pressão de H2 igual a 30 bar.
Observação:
Os termos craqueamento e pirólise se referem a uma reação que transforma moléculas grandes em moléculas menores. As reações que ocorrem com o consumo de H2 podem ser chamadas de redução, uma vez que o H oxida, nesse caso ao se ligar com o carbono, aumentando seu Nox para +1.