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Questão de Química do ENEM 2012 PPL: Considerando o processo de reciclagem do PET, para tratar $1\ 000\text{ g}$ desse…
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O polímero PET (tereftalato de polietileno), material presente em diversas embalagens descartáveis, pode levar centenas de anos para ser degradado e seu processo de reciclagem requer um grande aporte energético. Nesse contexto, uma técnica que visa baratear o processo foi implementada recentemente. Trata-se do aquecimento de uma mistura de plásticos em um reator, a 700∘C e 34 atm, que promove a quebra das ligações químicas entre átomos de hidrogênio e carbono na cadeia do polímero, produzindo gás hidrogênio e compostos de carbono que podem ser transformados em microesferas para serem usadas em tintas, lubrificantes, pneus, dentre outros produtos.
Descrição da imagem (gerado por IA)
Fórmula estrutural do polímero PET, em preto e branco. A unidade repetida, entre parênteses com índice "n" à direita, é formada por um anel benzênico central ligado a dois grupos carbonila (C=O); um deles se liga a um oxigênio e o outro a uma cadeia de dois carbonos (CH₂–CH₂) terminada em oxigênio, formando ligações éster. Abaixo da estrutura há o texto "Tereftalato de Polietileno" e, na linha seguinte, "PET".
Considerando o processo de reciclagem do PET, para tratar 1000 g desse polímero, com rendimento de 100%, o volume de gás hidrogênio liberado, nas condições apresentadas, encontra-se no intervalo entre
Dados: Constante dos gases R=0,082 L atm/mol K; Massa molar do monômero do PET=192 g/mol; Equação de estado dos gases ideais: PV=nRT
A figura mostra a unidade repetitiva do PET, que corresponde a CX10HX8OX4; assim, 1 mol dessas unidades (192 g) contém 8 mol de átomos de H. Como cada molécula de HX2 usa 2 átomos de H, a quebra das ligações C–H libera 4 mol de HX2 por mol de unidades do polímero. Para 1000 g, nHX2=1921000×4≈20,8 mol. Com T=700+273=973 K e P=34 atm, a equação dos gases ideais dá V=PnRT=3420,8×0,082×973≈48,9 L, valor que fica entre 40 L e 60 L.
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