A eficiência dos absorvedores de gás carbônico.

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

FEPROQUIM - Feira de Projetos de Química

Autores

Santos, G. (COLÉGIO LUMIÈRE) ; Santos, G. (COLÉGIO LUMIÈRE) ; Castro, I. (COLÉGIO LUMIÈRE) ; Brum, I. (COLÉGIO LUMIÈRE) ; Torrecillas, B. (COLÉGIO LUMIÈRE) ; Silva, T. (COLÉGIO LUMIÈRE) ; Palumbo, M. (COLÉGIO LUMIÈRE)

Resumo

Os efeitos tóxicos do dióxido de carbono exigem a sua remoção contínua de espaços fechados. A reação entre hidróxido de lítio e de dióxido de carbono é usada para remover o gás de naves espaciais e submarinos. O filtro utilizado nestes equipamentos é basicamente composto de hidróxido lítio. O ar seria direcionado para o filtro através de ventiladores, ao entrar em contato com o hidróxido de lítio presente nos filtros ocorre a reação com o CO₂ existente no ar. A reação global é exotérmica, formando carbonato de lítio sólido e água no estado gasoso.

Palavras chaves

gás carbonico; absorventes; filtros de ar

Introdução

O hidróxido de lítio é uma base forte e muito solúvel em água, como o lítio é o primeiro metal do grupo 1 que pode formar compostos alcalinos, sua massa atômica é baixa, sendo assim, o composto LiOH é uma das substâncias alcalinas com menor massa molar (24g. mol -1). Com uma pequena massa molar pode-se levar um grande número de espécies químicas, em relação a massa carregada no filtro. Comparada a outros hidróxidos como o de sódio ou magnésio, a massa de hidróxido de lítio necessária para reagir, com mesma quantidade de gás carbônico, é menor que as massas dos outros compostos, como se pode observar nas equações 1, 2 e 3: (1) CO₂ + 2LiOH → Li₂CO₃ + H₂O Para cada 44g de CO₂ tem-se 48g de LiOH (2) CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O Para cada 44g de CO₂ tem-se 80g de NaOH (3) CO₂ + Mg(OH)2 → MgCO₃ + 2H₂O Para cada 44g de CO₂ tem-se 58g de Mg(OH) ₂.

Material e métodos

O absorvedor é pesado dentro do frasco onde ele será absorvido com valor aproximado de 1 mg. O gás carbônico é gerado a partir da sublimação de gelo seco cortado aproximadamente do tamanho de uma ervilha e colocado no interior do corpo da seringa, posicionou-se o êmbolo deixando o sistema fechado. A seringa foi preenchida até a marca de 50 mL. A seringa, após aberta deve ser pressionada para um volume de 40 mL, afim de injetar o CO₂ no recipiente. A massa do dióxido de carbono absorvido é rapidamente calculada a partir destes dados utilizando a equação de gás ideal e, em conjunto com a massa do absorvente, a capacidade de absorção pode ser determinada. O carbonato de lítio foi facilmente eliminado por reação com 2 mol L^-1 ácido clorídrico, confirmando-se a sua presença.

Resultado e discussão

O projeto encontra-se em fase inicial e apenas uma prévia experimental foi realizada com baixo número de amostras. Nessa fase, o número de ensaios para a análise da capacidade de absorção do gás carbônico em hidróxido de lítio foi 10. Obteve-se um volume médio de 17 mL de CO₂, resultando-se em uma massa média de 0,58 ± 0,12 g de CO₂ para cada grama de hidróxido de lítio. Ao longo dos experimentos percebeu-se que ocorre uma variação significativa no tamanho da amostra de gelo seco, esta variável colabora para elevar a variação em torno do resultado final, colaborando para um aumento do desvio padrão. Quanto aos cálculos envolvidos na conversão do volume em massa de CO₂, provenientes da utilização da a equação geral dos gases, notou- se a possibilidade de amplificação das variações, pois é muito difícil determinar a temperatura exata no interior da seringa. Além disso, a escala da seringa sugere imprecisão na leitura do volume que também pode comprometer a exatidão. A repetição do procedimento levou a uma melhor resposta final pois os resultados mostraram-se mais exatos, conforme a técnica foi se tornando mais trivial. A figura 1 contém a ilustração do procedimento experimental no que se refere a injeção do gás carbônico no recipiente contendo o hidróxido de lítio.

Representação da inserção de dióxido de carbono no absorvedor.

Conclusões

O hidróxido de lítio pode ser utilizado como absorvedor para gás carbônico em ambientes fechados. Nas prévias experimentais conseguiu-se 0,58 ± 0,12 g de gás carbônico para cada grama de hidróxido de lítio utilizado, resultado que corresponde aos encontrados em literatura. A continuidade deste projeto visa comparar a eficiência do absorvedor estudado a outros compostos citados em projetos similares como hidróxido de sódio, cal virgem e alguns compostos orgânicos. Além disso, pode-se desenvolver outros tipos de arranjos de engenharia e montagem que amplifiquem a capacidade absorvedora.

Agradecimentos

Gostaríamos de agradecer primeiramente à Deus, às nossas famílias, aos nossos professores pelas orientações e pela CBQ por nos darem essa oportunidade.

Referências

1.Dióxido de carbono como um supressor de fogo:. Examinando os riscos; EPA # 430 - R-00-002; Agencia de proteção ambiental governo dos EUA Office Printing: Washington, DC, 2000.
2.Boryta, D. A..; Maas, A. J. de dióxido de carbono de absorção dinâmica de hidróxido de lítio nas características de dióxido de carbono Absorvendo Agentes de equipamentos de suporte de vida, apresentados na reunião anual de inverno na sociedade americana de engenheiros mecânicos de 1982; sociedade americana de engenheiros mecânicos: Nova York, 1982; p. 83 – 101.
3.Ticich, T.M.: Absorventes de dióxido de carbono: uma envolvente experiência para o laboratório de química geral. J. Chem. Educ., 2011, volume 88, p. 189 – 191.