A seguir, estão listados quatro métodos empregados para a separação de misturas de CH4 e CO2.I Absorção por água pressurizada: baseia-se na maior solubilidade em água do CO2.II Criogenia: o resfriamento gradual da mistura faz que o componente com maior ponto de ebulição se liquefaça primeiro.III Separação por membranas: o componente com menor diâmetro crítico apresenta maior capacidade de permeação.IV Adsorção física seletiva do CO2 por sólidos porosos, como os carbonos ativados: a presença de grupos funcionais básicos na superfície do adsorvente (como, por exemplo, os ilustrados na estrutura abaixo) favorece o processo.Considerando os métodos apresentados, julgue o item subsequente.O CO2 apresenta geometria linear, e o CH4 tem geometria tetraédrica. Na separação por membranas, essa diferença favorece a permeação do CO2 através dos canais de membranas semipermeáveis, na comparação com a permeação do CH4.

A seguir, estão listados quatro métodos empregados para a se...

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Q788209

Ano: 2017 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: SEDF Prova: CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica - Química |

Q788209 Química

A seguir, estão listados quatro métodos empregados para a separação de misturas de CH₄ e CO₂.

I Absorção por água pressurizada: baseia-se na maior solubilidade em água do CO₂.

II Criogenia: o resfriamento gradual da mistura faz que o componente com maior ponto de ebulição se liquefaça primeiro.

III Separação por membranas: o componente com menor diâmetro crítico apresenta maior capacidade de permeação.

IV Adsorção física seletiva do CO₂ por sólidos porosos, como os carbonos ativados: a presença de grupos funcionais básicos na superfície do adsorvente (como, por exemplo, os ilustrados na estrutura abaixo) favorece o processo.

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Considerando os métodos apresentados, julgue o item subsequente.

O CO₂ apresenta geometria linear, e o CH₄ tem geometria tetraédrica. Na separação por membranas, essa diferença favorece a permeação do CO₂ através dos canais de membranas semipermeáveis, na comparação com a permeação do CH₄.

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O CO₂ apresenta geometria linear, sendo uma molécula plana enquanto que o CH₄ possui geometria tetraédrica, ocupando maior espaço, quando comparado ao CO₂, como pode ser visto abaixo, de acordo com suas estruturas:

Dessa forma, o CO₂ apresenta menor diâmetro crítico e, conforme dito no enunciado, quanto menor o diâmetro crítico maior a capacidade de permeação no processo de separação por membranas. Sendo assim, o item desta questão está correto.

Gabarito do Professor: CERTO.

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Comentários

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O comprimento da ligação dupla, se comparada a simples. compreende menor diâmetro crítico, apresentando maior capacidade de permeação.

Certo. A geometria linear do CO2 ocupa um menor espaço, possuindo maior facilidade de passar pelos poros de uma membrana semipermeável. Gabarito: C

1. Geometria molecular:

• CO₂ (Dióxido de carbono): Geometria linear, ou seja, todos os átomos estão alinhados em uma única dimensão (plano). Isso torna a molécula mais compacta e facilita sua passagem por poros estreitos ou canais em membranas.

• CH₄ (Metano): Geometria tridimensional tetraédrica, com os átomos de hidrogênio distribuídos nos vértices de um tetraedro ao redor do átomo central de carbono. Essa estrutura tridimensional ocupa mais espaço efetivo, aumentando seu raio cinético e dificultando a passagem por membranas.

2. Planar vs. tridimensional: Quando uma molécula é linear ou planar, ela tende a ser mais “achatada” ou compacta, o que reduz seu tamanho efetivo. Quando a molécula é tridimensional, como no caso do CH₄, ela ocupa mais espaço em todas as direções, aumentando o seu volume efetivo.

3. Aplicação no caso CO₂ vs. CH₄: O CO₂, sendo linear e mais compacto, consegue permeiar mais facilmente por canais estreitos de membranas semipermeáveis. O CH₄, apesar de ter menos massa molecular (16 g/mol) que o CO₂ (44 g/mol), possui uma geometria tridimensional que o torna “maior” em termos espaciais, reduzindo sua permeabilidade.

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