Liquefação fracionada é um método de separação de misturas utilizado exclusivamente para misturas homogêneas que apresentem todos os seus componentes no estado gasoso. A mistura em que esse método é mais empregado é o ar atmosférico.
No ar atmosférico, temos a presença de diversos gases, mas durante a realização do método, apenas oxigênio, nitrogênio e argônio são obtidos.
Os componentes (N2, O2 e Ar) separados do ar por meio da liquefação fracionada apresentam importantes utilizações gerais, como:
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Nitrogênio líquido: utilizado, por exemplo, na produção de amônia, fertilizantes ou ácido nítrico;
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Oxigênio: utilizado, por exemplo, em aparelhos de respiração artificial ou na produção do aço;
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Argônio: utilizado no preenchimento de lâmpadas de filamento.
Como a liquefação fracionada é realizada?
No processo de liquefação fracionada, a mistura é submetida a resfriamento (em torno de -200oC) em um equipamento especial. Caso não seja possível realizar o resfriamento até essa temperatura, pode-se realizar a liquefação submetendo o ar a uma compressão até que seus componentes passem para o estado líquido.
Depois que todos os componentes do ar estão no estado líquido, a mistura (agora homogênea e líquida) deve ser submetida ao processo de destilação fracionada.
Cada uma das substâncias presentes na mistura apresenta pontos de ebulição diferentes. Na destilação fracionada, a mistura é colocada em uma torre de destilação, onde é submetida a regiões (1, 2, 3 e 4) com diferentes temperaturas, nas quais ocorrem aquecimento e resfriamento, fazendo com que os componentes passem para o estado gasoso.
Esquema demonstrando como ocorre a destilação fracionada dos componentes do ar
Com o passar do tempo, os componentes gasosos são recolhidos em regiões superiores, enquanto os componentes líquidos são recolhidos em regiões inferiores da coluna de fracionamento.
Por Me. Diogo Lopes Dias
