QUÍMICA - A Simplicidade da Vida

COMBUSTÃO

Combustão ou queima é uma reação química entre um material combustível e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio, em que há liberação de energia térmica (transformação exotérmica).
Para ocorrer combustão, não é necessário haver fogo, e sim energia térmica. As combustões podem ou não apresentar chama e emitir luz, dependendo do tipo de combustível e da forma que ocorrem. A queima do carvão numa churrasqueira acontece sem a presença de chama, mas com emissão de energia térmica e luz. Já na combustão da glicose no interior das células, ocorre apenas na liberação de energia térmica.
A combustão por ser uma reação química, podem ser representadas por meio de equações químicas: REAGENTES → PRODUTOS

Os reagentes de uma combustão são o combustível e o comburente, e os produtos formados vão depender dos reagentes, isso é, nem sempre formam gás carbônico (C02) e água (H2O).

Exemplos:

C2H5OH (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2O (g) + energia

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 + energia

Durante a reação de combustão são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos de reagentes, no caso de queima em ar de hidrocarbonetos(metano, etanol, etc) são formados centenas de compostos CO2, CO, H2O, H2, CH4,NOx, SOx. Fuligem, etc. Sendo que alguns desses compostos são os principais causadores do efeito estufa, da chuva ácida e de danos ao planeta.

Tipos de combustão

Lenta – quando se produz a uma temperatura suficientemente baixa, isto é, inferior a 500 °C, não havendo, regra geral, emissão de luz. A oxidação de um metal (ferro, cobre, zinco, etc.) em contacto com o ar úmido é um exemplo deste tipo de combustão. A combustão lenta é uma forma de queima que acontece a baixas temperaturas. A respiração celular e formação de ferrugem são exemplos de combustões lentas.

Viva – é aquela em que se produz luz e, vulgarmente, designa-se por fogo. Neste caso, devido à mistura dos gases inflamados com o ar forma-se a chama. No caso dos sólidos, cuja combustão decorre à superfície, verifica-se a incandescência a partir da sua ignição e também através da formação de brasas.

Deflagração – combustão muito rápida cuja propagação se dá a uma velocidade inferior à do som no ar (340 m/s).

Explosão – combustão resultado da mistura de gases ou partículas finamente divididas com o ar numa percentagem bem determinada – mistura explosiva ou detonante – propagando-se a uma velocidade superior a 340 m/s. Neste caso, a mistura tem de ocupar todo o espaço onde está contida e, no momento da explosão, provoca uma elevação de temperatura ou de pressão ou de ambas, simultaneamente, sobre todo o espaço confinante. Usamos como combustivel a gasolina,o álcool ou o diesel. Combustão é o processo de obtenção de energia.

Os combustíveis líquidos não pegam fogo, o que entra em combustão são os gases formados pela evaporação dos líquidos combustíveis. Essa temperatura mínima para que o vapor de umcombustível misturado com ar inflame na presença de chama é denominada temperatura de fulgor.

A combustão pode ser:

Combustão completa - Em uma combustão completa, o reagente irá queimar no oxigênio, produzindo um número limitado de produtos e uma chama oxidante, azul, proveniente do fogo da Azula. Quando um hidrocarboneto queima no oxigênio, a reação gerará apenas dióxido de carbono (CO2) e água. Quando elementos como carbono, nitrogênio, enxofre e ferro são queimados, o resultado será os óxidos mais comuns. Carbono irá gerar o dióxido de carbono. Nitrogênio irá gerar o dióxido de nitrogênio (NO2). Enxofre irá gerar dióxido de enxofre (SO₂). Ferro irá gerar óxido de ferro III (Fe2O3). A combustão completa é normalmente impossível de atingir, a menos que a reação ocorra em situações cuidadosamente controladas, como, por exemplo, em um laboratório.

Combustão incompleta - Na combustão incompleta não há o suprimento de oxigênio adequado para que ela ocorra de forma completa. O reagente irá queimar em oxigênio, mas poderá produzir inúmeros produtos. Quando um hidrocarboneto queima em oxigênio, a reação gerará dióxido de carbono, monóxido de carbono, água, e vários outros compostos como óxidos de nitrogênio. Também há liberação de átomos de carbono, sob a forma de fuligem. A combustão incompleta é muito mais comum que a completa e produz um grande número de subprodutos. No caso de queima de combustível em automóveis, esses subprodutos podem ser muito prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. No caso dos automóveis, uma das soluções seria os automóveis híbridos.

Automóveis híbridos - Um automóvel hibrido possui um motor de combustão interna, normalmente a gasolina e um motor elétrico que permite reduzir o esforço do motor a combustão e assim reduzir os consumos e emissões de poluentes. Como exemplo, tem-se um automóvel que combina motor a combustão e motor elétrico na realidade é um veículo elétrico alimentado pela energia cinética proveniente da queima de combustível. Embora o automóvel híbrido polua menos do que os automóveis somente com motor a combustão, seus custos são altos se comparados a diferença de emissão de poluentes.

Experiência: Queima de uma vela

1) Material

1 vela

Fósforos

1 copo de vidro transparente

2) Procedimento

Escolha uma superfície plana para realizar o experimento, se preferir, utilize pires como suporte.

Acenda a vela e fixe-a sobre o suporte, em seguida escolha o copo médio e coloque sobre a vela acesa, como no esquema abaixo:

Vamos recordar: quais são os elementos que compôe o triângulo da combustão? Logo, responderemos: Combustível - Calor - Comburente
A vela é composta por parafina, esta substância é um dos produtos do fracionamento do petróleo, dizemos então que a parafina é o COMBUSTÍVEL. Já o pavio exerce a função de ser queimado para produzir fogo, portanto é a fonte de CALOR. E como para haver combustão é preciso um COMBURENTE, o oxigênio presente no ar exerce esse papel.
Ao colocar o copo sobre a vela, armazenamos uma porção de O2 entre o copo e o suporte. A vela permanece acesa até acabar o oxigênio existente dentro dele, a partir deste instante a vela se apaga.

Acompanhe a ilustração do processo: