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Questão de Química do ENEM 2023 PPL: Qual processo de separação permite a purificação desse reagente?
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Na produção do politereftalato de etileno, o PET, utiliza-se como reagente o para-dimetilbenzeno, também chamado de para-xileno, que deve ter alta pureza. No entanto, o para-xileno obtido do petróleo possui contaminação dos seus isômeros orto-xileno e meta-xileno, cujas estruturas são apresentadas na figura. No quadro, são listadas as temperaturas de fusão e ebulição desses três isômeros.
Descrição da imagem (gerado por IA)
Três estruturas químicas de anéis benzênicos com dois grupos metil (CH₃) em posições diferentes, cada uma com o nome abaixo. À esquerda, o anel com os dois grupos CH₃ em carbonos vizinhos, rotulado “orto-xileno”. No centro, o anel com os grupos CH₃ separados por um carbono, rotulado “meta-xileno”. À direita, o anel com os grupos CH₃ em posições opostas, rotulado “para-xileno”.
Textos contidos na imagem (gerado por IA)
CH₃ orto-xileno meta-xileno para-xileno
Descrição da imagem (gerado por IA)
Tabela com três colunas: “Isômero”, “Temperatura de fusão (°C)” e “Temperatura de ebulição (°C)”. Para o orto-xileno, a fusão é −25 °C e a ebulição é 144 °C. Para o meta-xileno, a fusão é −47,4 °C e a ebulição é 139,3 °C. Para o para-xileno, a fusão é 13,5 °C e a ebulição é 137,5 °C.
Textos contidos na imagem (gerado por IA)
Isômero Temperatura de fusão (°C) Temperatura de ebulição (°C) orto-xileno −25 144 meta-xileno −47,4 139,3 para-xileno 13,5 137,5
Qual processo de separação permite a purificação desse reagente?
Pelo quadro, as temperaturas de ebulição dos três isômeros são muito próximas (137,5∘C para o para-xileno, 139,3∘C para o meta e 144∘C para o orto), ou seja, os três evaporam praticamente juntos, o que impede separá-los por destilação. Já as temperaturas de fusão são bem diferentes: o para-xileno funde a 13,5∘C, enquanto o meta funde a −47,4∘C e o orto a −25∘C. Assim, ao resfriar a mistura até cerca de 13,5∘C, apenas o para-xileno passa ao estado sólido, podendo ser separado dos outros dois, que permanecem líquidos; repetindo esse resfriamento em etapas, obtém-se o reagente purificado, o que caracteriza a solidificação fracionada.
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