O Brasil é o segundo maior produtos de etanol combustível do mundo,…

O Brasil é o segundo maior produtos de etanol combustível do mundo, tendo fabricado, 26,2 bilhões de litros em 2010. Em uma etapa de seu processo de produção, o etanol forma uma mistura líquida homogênea com a água e outras substâncias. Até uma determinada concentração, o etanol é mais volátil que os outros componentes dessa mistura. Industry Statistics: World Fuel Ethanol Production. Acesso: 1.mar.2012 (adaptado). Nesta faixa de concentração, a técnica física mais indicada para separar o etanol da mistura é a

GABARITO: B

O etanol e a água formam uma mistura líquida homogênea (uma solução), o que significa que seus componentes não podem ser separados por métodos mecânicos simples que dependem da visualização de fases distintas ou tamanho de partícula em suspensão. A técnica de separação deve basear-se em propriedades físicas moleculares.

O enunciado destaca que o etanol é mais volátil que os outros componentes. A volatilidade é a tendência de uma substância passar para o estado gasoso e está inversamente relacionada ao ponto de ebulição. Substâncias mais voláteis possuem pontos de ebulição menores. A técnica que utiliza a diferença nos pontos de ebulição para separar componentes de uma mistura líquida homogênea é a destilação. No processo, a mistura é aquecida; o componente mais volátil (etanol) vaporiza-se primeiro, é direcionado a um condensador onde retorna ao estado líquido e é coletado separadamente.

Análise das alternativas:

• Incorreta. A filtração é um método para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido ou sólido-gás. O erro pedagógico consiste em ignorar que o etanol e a água formam uma única fase (solução). O aluno supõe erroneamente que as moléculas de etanol seriam retidas por poros de um filtro, como se fossem partículas sólidas de diâmetro superior a $20 \mu\text{m}$.
• Correta. A destilação separa líquidos miscíveis através da vaporização controlada e condensação, baseando-se na diferença de volatilidade (e, consequentemente, de temperatura de ebulição).
• Incorreta. A sublimação é a transição direta do estado sólido para o gasoso. O erro pedagógico é confundir o termo 'volátil' (propensão ao vapor) com a mudança de estado exclusiva de sólidos como o iodo ou a naftalina. O aluno ignora que o sistema está em fase líquida e que para haver sublimação seria necessária uma entalpia $\Delta H_{sub} = \Delta H_{fus} + \Delta H_{vap}$ partindo de um sólido.
• Incorreta. A decantação é utilizada para misturas heterogêneas (líquidos imiscíveis ou sólido-líquido) baseando-se na diferença de densidade. O erro pedagógico é acreditar que, pela diferença de densidade entre a água $(1{,}0 \text{ g/cm}^3)$ e o etanol $(\approx 0{,}8 \text{ g/cm}^3)$, eles formariam camadas. O aluno calcula $\Delta\rho = 0{,}2 \text{ g/cm}^3$ e espera a separação espontânea, desprezando a miscibilidade total (solubilidade infinita) dessas substâncias.
• Incorreta. A centrifugação acelera a decantação de misturas heterogêneas através de uma força centrípeta. O erro pedagógico é supor que a força $F = m \cdot \omega^2 \cdot r$ seria capaz de separar moléculas dissolvidas em uma solução, o que exigiria forças de magnitude ultracentrífuga não aplicáveis a este processo industrial simples.