Propriedades do Carvão Ativado no ENEM

 

Bolsista: Camilla Carla dos Santos Silva

  

Olá pessoal, tudo bem?

A postagem de hoje vai abordar uma questão do ENEM desse ano, a qual apresentou em sua introdução uma propriedade popularmente conhecida por nós: a propriedade que o carvão tem de “retirar” odores” (figura 1). E foi por isso que nossa avó ou nossa mãe o colocava dentro da geladeira. Vocês sabem o fundamento químico que explica essa caraterística? Vamos conhecê-lo?

Figura 1: carvão ativado

 

Fonte: Google Imagens

Relembrando...o carvão é uma forma de carbono puro (C), obtido a partir da queima controlada de certos tipos de madeiras. Já o Carvão Ativado é aquele que foi tratado com oxigênio, com o objetivo de abrir milhares de poros entre os átomos de carbono.  Por isso, é preciso ter cuidado para evitar que ocorra queima total e perda da porosidade do carvão, característica intrínseca desse material. A porosidade pode ser definida como a estruturação do carvão em poros, pequenas lacunas existentes na sua superfície que tem a propriedade de adsorver substâncias. A adsorção é a capacidade de reter na superfície substâncias líquidas, gasosas ou dissolvidas.

Notem que, a propriedade é denominada adsorção e não absorção! Não acontece a alocação da substância adsorvida dentro do material adsorvente, apenas a atração, causada por interações moleculares, as quais compreendem as interações e ligações entre moléculas. A revista Química Nova na Escola apresenta uma ilustração dessa propriedade, demonstrada na figura 2 abaixo.

Figura 2: fenômeno da adsorção.

Fonte: Química Nova na Escola

 

 Pode-se fazer uma analogia em relação à retenção das moléculas A e B com a retenção de maus odores que podem existir dentro da geladeira. Tais odores decorrem da presença de substâncias voláteis que se desprendem ou que são produzidas na decomposição dos alimentos, mesmo em baixa temperatura. Uma curiosidade: processos de adsorção são largamente utilizados em filtros, para remoção de cor, odores ou gosto no tratamento e purificação de águas, óleos, produtos farmacêuticos e efluentes de processos.

 Então, pessoa, após nos situarmos dentro das propriedades do carvão em relação à adsorção, podemos ser direcionados à questão do ENEM 2016, que, dentro do contexto abordado anteriormente, questiona o estudante acerca das interações moleculares que estão presentes entre o carvão e o benzeno, durante a adsorção. Veja:

Figura 3: questão 69 – ENEM 2016

Fonte: ENEM

Resolução: Nitidamente, podemos entender que é necessário definir a interação responsável pela adsorção do benzeno pelo carvão. Primeiramente, é preciso que saibamos que o carvão e o benzeno são da categoria de substâncias orgânicas, ou seja, são constituídas por, pelo menos, um átomo de carbono. Em seguida, deve-se lembrar que dentro dessa classe existem as moléculas polares e apolares e que, de acordo com o estudo da química, compreendemos que entre moléculas polares e polares temos a interação dipolo-permanente – dipolo permanente. Já a interação dipolo induzido – dipolo induzido é responsável pela interação entre moléculas apolares a apolares.

De outra forma, entre as moléculas polares e apolares ocorrem interações do tipo dipolo permanente – dipolo induzido. Por último, já sabemos que as ligações de hidrogênio são relacionadas com as interações de moléculas que contém os átomos de Flúor, Oxigênio e Nitrogênio com moléculas que possuem o átomo de hidrogênio em sua composição.

Em química orgânica estudamos que o carvão e o benzeno são constituídos unicamente pelos elementos carbono, no caso do carvão, e de carbono e hidrogênio, no caso do benzeno. Entendendo que a diferença de eletronegatividade entre os elementos constituintes é irrelevante, conclui-se que ambas as substâncias são apolares.

Por isso, as interações predominantes entre o benzeno e a superfície do carvão são as interações do tipo dipolo induzido – dipolo induzido. Resposta certa: D!

É isso, pessoal, até a próxima postagem! Bons estudos!

REFERÊNCIAS

ATKINS, P; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5ª edição, Porto Alegre: Bookman, 2011.

MIMURA, A. M. S; SALES, J. R. C; PINHEIRO, P. C. Atividades experimentais simples envolvendo a adsorção do carvão. Química Nova na Escola. Vol. 32, N° 1, FEVEREIRO, 2010.