UNEB Medicina 2018/2
A fibra de carbono: como é feito e como funciona este material incrível
Ele está nas aeronaves que sobrevoa os céus de todo o mundo e também nas bicicletas mais poderosas. Podem-se ver as aplicações em acessórios para esportes, como tacos, raquetes e vários outros, e nos painéis dos carros.
Sendo um material sintético, a fibra de carbono é composta por filamentos construídos majoritariamente de carbono, mas não apenas desse elemento, pois há outros utilizados para a produção dos filamentos e também para a sustentação das fibras. Em resumo, a fibra de carbono é leve e forte, sendo uma excelente opção para o ferro.
A principal matéria-prima das fibras de carbono é o polímero de poliacrilonitrila — obtido a partir da polimerização de uma variação do acrílico. A vantagem dessa fonte é a alta concentração de carbono, uma vez que mais de 90% dos átomos no material são justamente disso. Durante a produção, o polímero é esticado e se torna paralelo ao eixo das fibras, formando uma liga bem rígida e resistente. (HAMANN, 2017).
HAMANN, Renan. Disponível em: http://www.tecmundo.com.brquimica/76017-fibra-carbono-feito-funciona-material-incrivel.htm. Acesso em: 20 nov. 2017.
Com base no texto e na equação que ilustra a conversão de acrilonitrila no polímero de poliacrilonitrila, é correto afirmar:
O estado de oxidação dos carbonos varia na reação em que se forma a matéria-prima da fibra de carbono.
A fibra de carbono citada no texto é um alótropo do carbono, tal como a grafite e o fulereno.
A matéria-prima da fibra de carbono é formada através de uma reação de eliminação.
Uma das etapas de formação da fibra de carbono consiste em uma reação de adição.
Todos os átomos de carbono insaturados da acrilonitrila reagem.
Resolução
Passo a passo da resolução
1. O texto informa que a principal matéria-prima da fibra de carbono é o polímero de poliacrilonitrila, obtido pela polimerização da acrilonitrila.
2. O esquema fornecido mostra várias moléculas de acrilonitrila (–CH2=CH–C≡N) se unindo para formar uma longa cadeia na qual:
- o duplo entre os dois primeiros carbonos desaparece;
- cada monômero liga-se ao próximo por meio de novas ligações simples entre esses carbonos;
- a função nitrila (C≡N) permanece intacta.
3. Quando uma ligação π (a ligação dupla C=C) se rompe e dois radicais se unem gerando novas ligações σ sem formação de subprodutos, temos uma reação de adição (neste caso, uma polimerização por adição).
4. Logo, na produção do polímero que originará a fibra de carbono ocorre obrigatoriamente uma etapa de adição. A alternativa que expressa corretamente essa ideia é a letra D.
Resposta: D
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Polimerização por adição: sucessiva abertura de ligações duplas (ou triplas) gerando uma cadeia maior, sem perda de pequenas moléculas.
- Acrilonitrila (CH2=CH–C≡N): monômero insaturado contendo uma dupla C=C e uma nitrila (C≡N).
- Poliacrilonitrila: polímero resultante da adição de n moléculas de acrilonitrila. Mantém a nitrila mas perde a insaturação C=C.
- Fibras de carbono: obtidas a partir da pirólise (carbonização) da poliacrilonitrila, produzindo filamentos cujo esqueleto é quase totalmente carbono.
