Questão 12 (3º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2014
Materiais poliméricos podem ter destinos diversos, que não seja o simples descarte em lixões ou aterros. A reciclagem, por exemplo, pode ser feita por reaproveitamento sob diversas formas. Na reciclagem secundária os diversos polímeros que compõem o descarte são separados e reutilizados na fabricação de outros materiais; já na reciclagem quaternária, o material é usado diretamente como combustível para gerar energia térmica ou elétrica. Considere uma embalagem de material polimérico composta por 18 g de PET (\ce{C10H8O4})\text{n}, 4 g de PEAD (\ce{C2H4})\text{n} e 0,1 g de PP (\ce{C3H6})\text{n}.
a) Do ponto de vista ambiental, o que seria melhor: a reciclagem secundária ou a quaternária? Justifique sua escolha.
b) Numa reciclagem quaternária, representada pela combustão completa da embalagem citada, a massa consumida de polímeros e oxigênio seria maior, menor ou igual à massa formada de gás carbônico e água? Justifique.
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Resolução comentada
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a) Do ponto de vista ambiental, é melhor a reciclagem secundária. Ela separa os polímeros e os reaproveita na fabricação de novos materiais, o que reduz a extração de petróleo (matéria-prima dos polímeros) e o volume de lixo descartado. A quaternária queima o material, e a combustão libera \ce{CO2}, gás do efeito estufa, além de poluentes se a queima for incompleta. Nela o carbono do polímero é perdido e o material não volta ao ciclo produtivo.
A reciclagem secundária é melhor, pois reaproveita o material, poupa matéria-prima e evita a emissão de \ce{CO2} da queima.
b) Na combustão completa, cada polímero reage com \ce{O2} e produz apenas \ce{CO2} e \ce{H2O}. Por exemplo, para o PEAD (por unidade repetitiva):
O PET e o PP seguem o mesmo raciocínio, com coeficientes diferentes. Pela lei de conservação das massas (Lavoisier), em uma reação química em sistema fechado a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos. Os átomos apenas se rearranjam e nenhum é criado ou destruído. Assim, a massa de polímeros somada à de \ce{O2} consumido é igual à massa de \ce{CO2} somada à de \ce{H2O} formados.
O resultado vale para a embalagem inteira (18 g + 4 g + 0,1 g de polímeros), pois vale para cada reação. Na prática, parte dos produtos escapa como gás, mas ela é contabilizada ao se considerar o sistema fechado.
A massa consumida (polímeros + \ce{O2}) é igual à massa formada (\ce{CO2} + \ce{H2O}), pela conservação das massas.
Assuntos: reciclagem de polímeros, lei de conservação das massas, combustão.
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