Combustão completa e incompleta - Química | Manual do Enem
/ Combustão completa e incompleta
2) Combustão completa
3) Combustão Incompleta
4) Entalpia de combustão
5) Coloração da chama
A combustão é um tipo de reação de oxidação, que se dá na presença do gás oxigênio presente na atmosfera. A maior parte dos compostos que sofrem combustão, ou seja, queima, é de origem orgânica. Grande parte da energia que consumimos hoje em dia é proveniente da combustão de compostos orgânicos, como por exemplo, o álcool usado como combustível em automóveis ou o gás que usamos nos fogões.
Nas reações de combustão, o combustível, que é o hidrocarboneto, entra em contato com o gás oxigênio O2 (que é o comburente) presente no ar atmosférico, e sofre queima, produzindo água (H2O) e gás carbônico (CO2), ou monóxido de carbono (CO), ou ainda fuligem (C).
Existem três tipos de combustão, sendo uma completa e duas incompletas, que serão contempladas a seguir.
A combustão completa é aquela que libera gás carbônico e é representada de forma geral conforme a equação química abaixo:
Hidrocarboneto + O2 → CO2 + H2O
Um exemplo é a combustão completa do metano CH4:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l) ΔH = -891 kJ
Já a combustão incompleta pode ser de dois tipos: a que produz monóxido de carbono (CO), e a que produz fuligem (C), conforme representado, respectivamente, nas duas equações químicas a seguir:
Hidrocarboneto + O2 → CO + H2O
Hidrocarboneto + O2 → C + H2O
Seguindo o exemplo da combustão do metano CH4, temos duas formas possíveis para a combustão incompleta:
CH4 (g) + 3/2 O2 (g) → CO (g) + 2 H2O (l) ΔH = -607 kJ
CH4 (g) + O2 (g) → C (g) + 2 H2O (l) ΔH = -497 kJ
É importante lembrar que as entalpias negativas mostradas nas reações de combustão acima indicam que houve liberação de calor.
Pelo que podemos ver a partir da variação de entalpia (ΔH) das reações, a que teve maior liberação de energia foi a reação de combustão completa, e isso acontece para todos os demais hidrocarbonetos.
As reações de combustão não ocorrem somente em hidrocarbonetos, mas podem acontecer também em outros compostos que apresentam, em sua composição, carbono e hidrogênio ou carbono, hidrogênio e oxigênio.
Os combustíveis fósseis apresentam impurezas que também acabam sofrendo combustão, tais como os compostos de enxofre, que acabam liberando substâncias poluentes na atmosfera após a sua queima, como os óxidos de enxofre (SO2 e SO3), responsáveis pela chuva ácida.
A gasolina vem sendo substituída pelo álcool comum, uma vez que este não apresenta enxofre como impureza, evitando assim a liberação de gases poluentes.
Um outro fato bastante curioso a respeito da combustão completa e incompleta do gás de cozinha é que quando o gás sofre combustão, a coloração da chama pode ser azulada, o qual indica a predominância da combustão completa, ou amarela, o qual indica a predominância da combustão incompleta, conforme mostra a figura abaixo.
Combustão de álcoois
A reação de combustão completa de um álcool alifático está representada na equação química abaixo:
CnH2n + 2O + 3n/2 O2 → n CO2 + (n+1) H2O
O metanol (CH3OH) e o etanol (CH3CH2OH) são os álcoois mais usados como combustíveis. Como já foi mencionado, o metanol é considerado um ótimo substituto da gasolina devido à ausência de impurezas como o enxofre, diminuindo a poluição atmosférica causada pelos óxidos de enxofre liberados pela queima da gasolina. Além disso, o metanol apresenta queima mais completa em relação à gasolina, o que também contribui para a diminuição da poluição atmosférica.
No Brasil, o álcool que é usado como combustível é o etanol hidratado, cuja combustão completa está representada na equação a seguir:
H3C–CH2–OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
(ETE/2007)
A presença do gás carbônico na atmosfera terrestre resulta, dentre outras coisas, de reações químicas do tipo combustão. Aponte a alternativa que exemplifica uma reação de combustão e que tenha relação com o aquecimento do planeta.
A - No processo de respiração, os seres vivos colaboram para a eliminação do gás carbônico da atmosfera.
B - A grande parte da energia que sustenta as indústrias provém da queima de carvão ou de derivados de petróleo.
C - Na indústria do álcool, o gás carbônico pode ser obtido como subproduto no processo de fermentação de açúcares.
D - As águas naturalmente carbonatadas ou bicarbonatadas, em geral classificadas no grupo de águas minerais, contêm gás carbônico.
E - Os extintores de gás carbônico são empregados para apagar focos de fogo em líquidos inflamáveis.