#Química - Volume 1 (2016) - Martha Reis

Liquefação e destilação do ar atmosférico
O ar é formado por uma mistura de várias substâncias no estado gasoso,
principalmente nitrogênio, oxigênio e argônio.
A tabela a seguir fornece a composição em percentagem de volume do ar
atmosférico seco. Essa proporção se mantém praticamente constante até uma
altitude 10 000 km a partir da superfície da Terra.
Composição do ar atmosférico seco
Gás
Porcentagem
Nitrogênio 78,08
Oxigênio 20,95
Argônio 0,93
Dióxido de carbono 0,035
Neônio 0,0018
Hélio 0,00052
Metano 0,00014
Kriptônio 0,00010
Óxido nitroso 0,00005
Hidrogênio 0,00005
Ozônio 0,000007
Xenônio 0,000009
Fonte: .
Acesso em: 5 ago. 2015.
Os principais componentes do ar atmosférico (oxigênio, nitrogênio e argônio)
apresentam diversas aplicações, por isso a separação em escala industrial é
vantajosa.
Industrialmente a separação dos componentes do ar atmosférico é feita por
um processo chamado destilação fracionada, que separa os componentes da
mistura liquefeita de acordo com a sua temperatura de ebulição: nitrogênio
(2195,8 ˚C), argônio (2185,7 ˚C) e oxigênio (2183,0 ˚C).
Para liquefazer o ar atmosférico é necessário submetê-lo simultaneamente
a um resfriamento e a um aumento de pressão. Uma pressão maior faz que uma
mesma quan tidade do gás passe a ocupar um volume menor, ajudando a promover
a passagem de gás para líquido.
Vimos que toda substância (ou mistura) possui uma tempera tura crítica
acima da qual não sofre liquefação por compressão, qualquer que seja o aumento
de pressão a que for submetida.
Para o ar atmosférico, considera-se que a tem peratura crítica é de 2140 ˚C sob
pressão de 40 atm. Nessas condições de temperatura e pressão inicia-se a liquefação
do ar. Em temperaturas superiores não é possível liquefazer completamente
o ar atmosférico, qualquer que seja a pressão utilizada. Para obter essa temperatura,
a indústria dispõe de máquinas refrigerantes muito eficientes ligadas a
dispositivos especiais de compressão e expansão.
O ar liquefeito é então submetido a uma destilação fracionada, ou seja, começa
a receber calor gradativamente, de modo que apenas o componente que
apresenta a menor temperatura de ebulição (o nitrogênio) se vaporize, separando-se
dos demais, e assim sucessivamente.
Sérgio Dotta/Arquivo da editora
Torre industrial de destilação fracionada
do ar atmosférico em Mauá (SP).
Substâncias e misturas 65