1- (2,0 pontos) Em processos de tratamento de gás natural (considere uma mistura de hidrocarbonetos gasosos com alto teor de metano) é comum se usar substâncias de caráter alcalino em soluçōes para desidratar (retirar resquicios de vapor d’água) e retirar compostos ácidos como o ácido sulfidrico ( \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S} ). Tendo disponiveis as substâncias: etanol \left(\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CH}_{2}-\mathrm{OH}\right), etanolamina \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{~N}_{2}-\mathrm{CH}_{2}-\mathrm{CH}_{2}-\mathrm{OH}\right) e ácido etanóico ( \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{C}(=\mathrm{O})-\mathrm{OH} ) para realizar a desidratação e retirada (absorção) de ácido sulfrídrico, pede-se:
a. A substância escolhida (uma das três disponiveis) para realizar os objetivos expostos. Justifique sua resposta.
b. A reação que representa a absorção do ácido sulfidrico e sua retirada da fase gasosa da mistura que é o gás natural.

Passo 1

O enunciado pede que escolhamos uma das três substâncias disponíveis – etanol \mathrm{CH_3CH_2OH}, etanolamina \mathrm{H_2NCH_2CH_2OH} ou ácido etanóico \mathrm{CH_3C(=O)OH} – para (i) desidratar gases e (ii) absorver ácido sulfídrico \mathrm{H_2S} de uma corrente de gás natural. O conteúdo envolvido é ácido-base e propriedades higroscópicas.

Passo 2

Entre as três opções:
– O etanol é praticamente neutro e apenas ligeiramente higroscópico, não reage quimicamente com \mathrm{H_2S}.
– O ácido etanóico é ácido e não captura \mathrm{H_2S} (também ácido), além de não ser eficaz na desidratação.
– A etanolamina possui um grupo amina básico que reage com ácidos e um grupo hidroxila que promove forte atração por vapor d’água, tornando-a higroscópica e capaz de neutralizar \mathrm{H_2S}.
Logo, a escolha ideal é a etanolamina.

Passo 3

Em solução aquosa, a etanolamina atua como base de Brønsted e neutraliza o ácido sulfídrico formando o sal correspondente:
\mathrm{H_2NCH_2CH_2OH} \;+\;\mathrm{H_2S} \;\longrightarrow\; \mathrm{H_3N^+CH_2CH_2OH}\;\mathrm{HS^-}

Resposta

a) A substância escolhida é a etanolamina \mathrm{H_2NCH_2CH_2OH}.
b) A reação de absorção do ácido sulfídrico é
\mathrm{H_2NCH_2CH_2OH} \;+\;\mathrm{H_2S} \;\longrightarrow\; \mathrm{H_3N^+CH_2CH_2OH}\;\mathrm{HS^-}.

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