O principal processo industrial utilizado na produção de fenol é a oxidação do cumeno (isopropilbenzeno). A equação mostra que esse processo envolve a formação do hidroperóxido de cumila, que em seguida é decomposto em fenol e acetona, ambos usados na indústria química como precursores de moléculas mais complexas. Após o processo de síntese, esses dois insumos devem ser separados para comercialização individual.
Considerando as características físico-químicas dos dois insumos formados, o método utilizado para a separação da mistura, em escala industrial, é a
A) filtração.
B) ventilação.
C) decantação.
D) evaporação.
E) destilação fracionada.
Resolução em texto
Matérias Necessárias: Separação de misturas; Propriedades físicas de substâncias (ponto de ebulição, ligações intermoleculares); Interpretação de Texto.
Nível da Questão: Fácil.
Gabarito: E (destilação fracionada).
Objetivo Geral: reconhecer, usando diferenças de ponto de ebulição, o método adequado de separação para uma mistura homogênea de dois líquidos.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 1.1 Transcrição Essencial
“Após o processo de síntese, esses dois insumos devem ser separados para comercialização individual.”
📌 1.2 O que está sendo pedido?
Escolher o método industrial correto para separar fenol e acetona.
📌 1.3 Objetivo Cristalino
Determinar qual técnica de separação explora diferenças de ponto de ebulição e funciona para mistura homogênea líquido-líquido.
✔ 1.4 Pergunta de Atenção
Você lembra qual procedimento separa líquidos miscíveis quando há boa diferença de temperaturas de ebulição?
Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
📌 2.1 Definições e Conceitos
- Mistura homogênea líquido-líquido: necessita técnica baseada em volatilidade.
- Fenol: ponto de ebulição ≈ 182 °C, forma ligações de hidrogênio → menos volátil.
- Acetona: ponto de ebulição ≈ 56 °C, mais volátil.
- Destilação fracionada: vaporização do componente mais volátil, condensação e coleta em frações sucessivas.
❓✔ 2.2 Possível armadilha
Confundir com decantação (só funciona se houver duas fases) ou evaporação simples (seria ineficiente em escala industrial e desperdiçaria acetona).
Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
📌 3.1 Contextualização Simplificada
Temos um “caldo” de fenol + acetona bem misturados. Precisamos vendê-los separados. Como eles fervem em temperaturas bem diferentes, basta ferver cuidadosamente e capturar cada fração.
📌 3.2 Estratégia Geral
Comparar métodos: filtração, ventilação, decantação, evaporação, destilação fracionada → escolher o único adequado para dois líquidos miscíveis com pontos de ebulição distintos.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
📌 4.1 Passo a Passo Detalhado
Passo 1 – Verificar miscibilidade
Fenol e acetona são ambos polares → mistura homogênea líquida.
Passo 2 – Checar pontos de ebulição
- Acetona: 56 °C
- Fenol: 182 °C
Passo 3 – Escolher técnica
Como ΔT de ebulição é grande, usar destilação fracionada:
- Aquecer até cerca de 56 °C → acetona ferve primeiro.
- Condensar vapor de acetona → coletar pura.
- Continuar aquecendo → fenol destila depois.
📌 4.2 Verificação Intermediária
Diferença de mais de 120 °C garante excelente separação; método industrialmente viável e amplamente usado.
Passo 5: Análise das Alternativas
5.1 Listagem das Alternativas
A) Filtração – sólido / líquido.
B) Ventilação – separa sólidos leves de pesados.
C) Decantação – duas fases líquidas imiscíveis.
D) Evaporação – remover solvente único, não recuperar ambos.
E) Destilação fracionada – separa líquidos miscíveis com ΔT adequado.
5.2 Justificativa Individual
- A (❌) mistura é homogênea, sem fase sólida.
- B (❌) não aplica a líquidos.
- C (❌) requer imiscibilidade.
- D (❌) perderíamos acetona como emissões; pouco seletivo.
- E (✅) usa diferença de ebulição, preserva e isola cada componente.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 6.1 Resumo do Raciocínio
Fenol e acetona formam mistura homogênea; seus pontos de ebulição diferem muito, logo a destilação fracionada é o método industrial adequado.
📌 6.2 Gabarito Reafirmado
Alternativa E – destilação fracionada.
🔍 6.3 Resumo Final para Revisão
Para separar dois líquidos miscíveis, pense em destilação fracionada se houver boa diferença de ebulição – ela preserva e isola cada fração.
