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aula 35

Petróleo e Polímeros

Introdução

Petróleo significa óleo de pedra. É resultado do acúmulo de matéria orgânica soterrada em mares rasos a milhões de anos. Hoje, o petróleo pode ser encontrado no continente ou nos oceanos, é insolúvel e menos denso do que a água.

Todo petróleo em estado natural é uma mistura complexa de hidrocarbonetos:

Base Parafínica (90% de alcanos).

Base Naftênica (alcanos + 15 a 20% de ciclanos).

Base Aromática (alcanos + 25 a 30% de aromáticos).

Base Asfáltica (Hc de massa molar elevada).

Separações antes do refino

Decantação

Petróleo da água salgada. O petróleo é menos denso que a água por isso fica na parte superior.

Filtração

Separar areia e argila.

  • O quê? – o(s) fato(s) que determina(m) a história;
  • Quem? – a personagem ou personagens;
  • Como? – o enredo, o modo como se tecem os fatos;
  • Onde? – o lugar ou lugares da ocorrência;
  • Quando? – o momento ou momentos em que se passam os fatos;
  • Por quê? – a causa do acontecimento.

Refino

O petróleo é vaporizado em uma fornalha; a seguir passa por uma torre de destilação fracionada onde é separado em várias frações.

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Cracking

Método que permite a quebra de 1 molécula de óleo (compostos com 15 a 18 carbonos) em 2 moléculas menores ( 6 a 12 átomos de carbono) através do aquecimento desse óleo à uma temperatura de aproximadamente 500°C utilizando um catalisador apropriado. Este processo é chamado de pirólise ou craqueamento catalítico.

Reforming

O processo de reformação catalítica possui duas principais finalidades: a) conversão de combustível com baixo índice de octano para um com maior; b) produção de hidrocarbonetos aromáticos.

Octanagem

Octanagem é a denominação dada à capacidade que um combustível tem de resistir à compressão, sem entrar em processo de detonação (queima espontânea da mistura). Quanto maior a octanagem, maior será a resistência a esse fenômeno.

Hulha

O carvão mineral é formado por materiais ricos em carbono que ocorrem na crosta terrestre em forma de depósitos e que resultam da fossilização da madeira.

A destilação seca da hulha à 1 000º C  fornece:

  • gás da hulha: mistura de \({{H}_{2}},\,C{{H}_{4}},\,CO\);
  • águas amoniacais:  solução de \(N{{H}_{4}}OH\) e seus sais;
  • alcatrão da hulha: líquido oleoso, escuro, formado principalmente por aromáticos;
  • carvão coque: principal produto, usado com redutor em metalurgia.

Polímeros

São macromoléculas obtidas pela combinação de um número muito grande de moléculas menores chamadas monômeros. Esse processo é chamado de polimerização.

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Podem ser classificados pelo método de preparação:

Polímeros por adição

Formados a partir de reações de adição dos monômeros. Exemplos: Polietileno, PVC, Benzeno, polimerização de alcadienos.

Copolímeros

Formado por mais de um tipo de monômero, normalmente possuem estrutura variada. Exemplos: Buna-S e Buna-N.

Polímeros condensação

É a reação entre moléculas de um ou mais compostos que origina um único composto. Normalmente forma-se água que não faz parte do produto final. Exemplos:  Baquelite(polifenol), Nylon (poliamida), Dácron (poliéster).

  • O quê? – o(s) fato(s) que determina(m) a história;
  • Quem? – a personagem ou personagens;
  • Como? – o enredo, o modo como se tecem os fatos;
  • Onde? – o lugar ou lugares da ocorrência;
  • Quando? – o momento ou momentos em que se passam os fatos;
  • Por quê? – a causa do acontecimento.
Nylon

Silicones

São polímeros que contém silício e são obtidos pela condensação do dimetilsiloxana.

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EXERCÍCIOS PROPOSTOS

(UFRN - RN) O petróleo, uma das riquezas naturais do Rio Grande do Norte, é fonte de vários produtos cuja importância e aplicação tecnológica justificam seu valor comercial. Para que sejam utilizados no cotidiano, os componentes do petróleo devem ser separados numa refinaria.

Esses componentes (gasolina, querosene, óleo diesel, óleo lubrificante, parafina, etc.) são misturas que apresentam ebulição dentro de determinadas faixas de temperatura.

Considerando que essas faixas são diferenciadas, o método usado para separar os diversos componentes do petróleo é:

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01

(UFG - GO) Nos últimos tempos, são frequentes, em jornais e revistas, imagens que mostram imensas manchas de óleo flutuando em rios e no mar, provenientes de vazamentos de petróleo. O petróleo.

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02

(UEMA) Líquido escuro formado por imenso número de compostos, encontrado na crosta terrestre, em geral sobre depósitos subterrâneos de água salgada, o que sugere a sua origem marinha. Trata-se:

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03

(UFRGS - RS) O GLP (gás liquefeito de petróleo) é uma fração de destilação constituída essencialmente de:

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04

(UEPB - PB) Os combustíveis são propulsores energéticos usados nos mais diversos setores, sobretudo no setor automotivo. Faça a associação correta.

(   ) Gasolina

(   ) Hidrogênio

(   ) Petróleo

(   ) Hulha

(   ) Metanol

Marque a alternativa que corresponde a sequência de números correta:

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05

(CESGRANRIO - RJ) Na coluna A estão representadas as fórmulas estruturais de alguns monômeros e na coluna B estão relacionados alguns polímeros que podem ser obtidos a partir desses monômeros.

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Tabela com monômeros e polímerosAssinale a opção que apresenta todas as associações corretas:

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06

(UNISINOS - RS) Polímeros (do grego poli, muitas, meros, partes) são compostos naturais ou artificiais formados por macromoléculas que, por sua vez, são constituídas por unidades estruturais repetitivas, denominadas __? __?__. Assim, entre outros exemplos, podemos citar que o amido é um polímero originado a partir da glicose, que o polietileno se obtém do etileno, que a borracha natural, extraída da espécie vegetal Hevea brasiliensis (seringueira), tem como unidade o __? __?__ e que o polipropileno é resultado da polimerização do__? __?__.

As lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, por:

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07

(UPF – RS) Os plástico constituem uma classe de materiais que confere conforto ao homem. Sob o ponto de vista químico, os plásticos e suas unidades constituintes são, respectivamente:

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08

(UEM – PR) O PET é obtido pela reação de polimeração do ácido tereftálico com etilenoglicol. Sobre esse assunto, assinale o que for correto.

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09

(FATEC - SP) A polimerização por adição consiste na reação entre moléculas de uma mesma substância, na qual em sua estrutura, ocorre uma ligação dupla entre dois átomos de carbono, formando-se apenas o polímero. (O polietileno é um exemplo de polímero formado por reação de adição). Considere as seguintes substâncias:

I. 3-bromopropeno-1 \(({{C}_{3}}{{H}_{5}}Br)\)

II. tetrafluoretano \(({{C}_{2}}{{H}_{2}}{{F}_{4}})\)

III. propanol-1 \(({{C}_{3}}{{H}_{7}}OH)\)

IV. cloroeteno \(({{C}_{2}}{{H}_{3}}Cl)\)

As que poderiam sofrer polimerização por adição são:

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EXERCÍCIOS EXTRAS

(UFSC - SC) As reações químicas podem levar à formação de produtos de interesse comercial. Indique a(s) proposição(s) correta(s).

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01

(UFSCAR) A borracha natural é um elastômero (polímero elástico), que é obtida do látex coagulado da Hevea brasiliensis. Suas propriedades elásticas melhoram quando aquecida com enxofre, processo inventado por Charles Goodyear, que recebe o nome de:

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02

(UFU - MG) Polímeros são macromoléculas orgânicas construídas a partir de muitas unidades pequenas que se repetem, chamadas monômeros. Indique a alternativa que apresenta somente polímeros naturais.

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03

(UEFS) Considere a fórmula a seguir.

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O composto representado por essa fórmula é matéria-prima para a obtenção do polímero conhecido como

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04

(PUC – SP) Pesquisadores da Embrapa (Empresa Brasileira de Agropecuária) estudam há muito tempo os bioplásticos, nome dado pelos próprios pesquisadores. Esses bioplásticos, também conhecidos como biopolímeros, são obtidos da polpa e cascas de frutas ou de legumes. A vantagem desses bioplásticos seria diminuir o impacto ambiental provocado pelos plásticos sintéticos, porém não se sabe ainda se os bioplásticos não atraíram animais enquanto estocados.

Sobre os polímeros sintéticos e polímeros naturais, avalie as afirmativas abaixo e assinale a correta.

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05

(Unemat) Os polímeros sintéticos estão presentes em nossa sociedade de forma bastante intensa. Atualmente, os polímeros de adição dominam a economia das indústrias químicas. Cinco deles, cujos monômeros estão listados na tabela abaixo, estão envolvidos em mais da metade da produção mundial de plásticos.

MONÔMEROS
NOME FÓRMULA
Eteno H2C=CH2
Cloreto de vinila H2C=CHC\
Estireno HC6H5)=CH2
Acrilonitrila CH2=CH(CN)
Tetrafluoreteno F2C=CF2

Assinale a alternativa incorreta.

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06

(ACAFE - SC) O processo de fracionamento do petróleo é denominado de:

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07

(UFPI - PI) O principal produto de aproveitamento tecnológico da reação da gasolina com o ar, em um motor de combustão interna, é:

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08

(MACKENZIE - SP) A gasolina, que é uma mistura _________ , por combustão incompleta, produz, como principais produtos, _________ , ________ e _________.

A alternativa que contém os termos que preenchem corretamente as lacunas é:

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09

(ITA - SP) Qual das opções abaixo apresenta o material com maior concentração de carbono?

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(UFMT - MT) O diesel, combustível extraído do petróleo, é uma mistura de hidrocarbonetos de cadeias longas de composição aproximada de \({{C}_{13}}\) a \({{C}_{17}}\), cujo uso provoca vários problemas ambientais, dentre eles, a emissão de partículas de carvão causada pela sua queima incompleta, a intensificação do efeito estufa e a emissão de dióxido de enxofre.

No Brasil, as pesquisas de produção do biodiesel, combustível produzido a partir de óleos vegetais de mamona, soja, girassol, babaçu, dendê, pequi, entre outras oleaginosas, têm se intensificado, visando aproveitar o potencial agrícola nacional.

O biodiesel, além de ser obtido de fonte renovável, pode ser utilizado em motores a diesel sem nenhuma modificação. Diferentemente do diesel, o biodiesel emite menos partículas de carvão e não emite dióxido de enxofre.

Sobre o assunto tratado no texto, analise as afirmativas.

I. O uso de combustível fóssil aumenta a concentração de \(C{{O}_{2}}\) na atmosfera.

II. O uso sustentável de combustível produzido por plantas oleaginosas altera o ciclo do carbono.

III. A fotossíntese é o processo que incorpora carbono à matéria orgânica.

IV. A combustão é um processo que libera \(C{{O}_{2}}\) na atmosfera.

Estão corretas as afirmativas

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(UEPB) Além dos hidrocarbonetos, o petróleo contém, em pequenas quantidades, elementos prejudiciais que o torna impuro. Um desses é considerado a pior impureza e quando presente nos combustíveis ele os torna corrosivos, causa mau cheiro aos produtos da queima, atrapalha o funcionamento do motor e é um dos responsáveis pelo fenômeno da chuva ácida.

Assinale a alternativa que corresponde a esse elemento:

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(UEL - PR) O gás natural é um combustível ecológico. Sua queima produz uma combustão menos poluente, melhorando a qualidade do ar quando substitui formas de energias como carvão mineral, lenha e óleo combustível.

Contribui, ainda, para a redução do desmatamento. Por ser mais leve que o ar, o gás dissipa-se rapidamente pela atmosfera, em caso de vazamento. Sobre o gás natural, podemos ainda afirmar:

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13

(FGV - SP) Charles Goodyear descobriu, no século XIX, um novo processo, deixando cair borracha e enxofre casualmente no fogo. Essa matéria- prima é utilizada na fabricação de pneus. Um dos grandes problemas ambientais da atualidade é o destino dos pneus usados. O uso de pneus na composição do asfalto de ruas e estradas é uma forma de reduzir esse impacto.

O processo desenvolvido por Goodyear recebe o nome de

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14

(UPE - PE) A fermentação anaeróbica da celulose produz um gás, que, além de combustível, é muito usado como matéria-prima para a produção de vários compostos orgânicos. Dentre as alternativas abaixo, identifique esse gás.

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15

(UFG - GO) Leia a notícia abaixo.

Petrobras descobre mais petróleo no pré-sal da Bacia de Santos

Um dos problemas na exploração de petróleo é a presença de gases nos depósitos, em geral sob alta pressão. O gás encontrado em maior quantidade associado a depósitos de petróleo é

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(UFRGS - RS) O Rio Grande do Sul planeja a construção de um gasoduto para a importação de gás natural da Argentina. O gás natural é:

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(UESC - BA) Os impactos ambientais decorrentes da utilização de combustíveis têm gerado uma série de discussões relacionadas à fonte desses combustíveis, dentre as quais é correto destacar:

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(UFTM - MG) Considere as etapas de um dos ciclos do carbono realizado pela natureza.

I. A chuva remove o dióxido de carbono da atmosfera e o transforma em ácido carbônico.

II. O ácido reage com silicato e calcário existentes no solo, liberando cálcio e carbono, que são levados até lagos, mares e oceanos.

III. Seres aquáticos constroem células e conchas com o carbono e o cálcio. Quando esses seres vivos morrem, seus restos se acumulam no fundo de lagos, mares ou oceanos.

IV. Após milhões de anos, esse material se modifica e as células podem se transformar em fontes carboníferas como o petróleo.

V. Quando se queima petróleo, devolve-se à atmosfera o carbono retirado há milhões de anos.

Com base nessas informações, a única etapa que pode ser representada por uma reação simples do tipo síntese é:

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19

(PUC - RS) O processo _________ é utilizado na separação de substâncias obtidas no craqueamento do petróleo, de acordo com seus pontos de ebulição. A ordem crescente dos pontos de ebulição dos produtos obtidos é _________ .

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