A combustão, ou queima, é uma reação de oxidação de compostos orgânicos que libera energia na forma de calor. Indispensável no cotidiano, é usada como uma das principais fontes de energia térmica, como é o caso da chama do fogão ou da queima dos combustíveis nos carros. Veja como se dá o processo de combustão, além de seus tipos.
Publicidade
O que é a combustão
Na combustão, os compostos orgânicos, conhecidos como combustíveis, reagem com um gás oxidante, geralmente o O2 presente no ar atmosférico, conhecido por comburente. Essa queima é uma reação que libera a energia na forma de calor, ou seja, é uma reação exotérmica. Na combustão, os compostos formados dependem do tipo de reação que ocorre. Sendo assim, os produtos são uma mistura de compostos que contêm carbono, oxigênio e água.
Relacionadas
Como ocorre a combustão
Para que a combustão ocorra, são essenciais três elementos: o combustível, o comburente e a ignição. Somente com a combinação desses três fatores a queima ocorre. O combustível é o que alimenta a combustão, é uma substância oxidável como a gasolina, madeira ou o gás de cozinha, por exemplo. O comburente é o que intensifica a queima, um gás oxidante como o oxigênio da atmosfera. Finalmente, a ignição é a responsável pelo fornecimento da energia de ativação necessária para que a reação ocorra.
Depois que a combustão é iniciada, reações em cadeia começam a acontecer, visto que a própria energia que foi liberada na reação faz com que a queima continue. Somente chega ao fim quando um dos elementos, combustível ou comburente, acabam ou são removidos.
Tipos de combustão
Existem dois tipos de combustão de compostos orgânicos: a combustão completa e a incompleta. Abaixo, conheça as características de cada uma:
Combustão completa
Essa queima ocorre quando existe oxigênio suficiente para oxidar todos os átomos de carbono do combustível, ou seja, elevar seu número de oxidação de -4 para +4, seu valor máximo. Nesse caso, os produtos formados na reação são sempre o gás carbônico (CO2) e a água (H2O).
Publicidade
- Queima completa do etanol: C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O + calor
- Queima completa do octano: C8H18 + 25/2 O2 → 8 CO2 + 9 H2O + calor
Combustão incompleta
Nessa tipo, não existe a quantidade de oxigênio comburente necessário para o consumo completo do composto orgânico. Dessa forma, o estado de oxidação final dos átomos de carbono não será +4. Os produtos formados variam conforme a quantidade de O2 disponível, podendo ser o carbono fuligem (Cfuligem, NOX = zero), a fumaça preta que sobe ao queimar uma vela de parafina, ou o monóxido de carbono (CO, NOX = +2).
- Queima incompleta do etanol: C2H6O + 2 O2 → 2 CO + 3 H2O + calor (observe que o número de mol de oxigênio é menor, então é uma queima incompleta).
- Queima incompleta do octano: C8H18 + 9/2 O2 → 8 Cfuligem + 9 H2O + calor (novamente, a quantidade de oxigênio é menor)
Os dois tipos de combustão são importantes no cotidiano. Visualmente é possível identificar qual delas está acontecendo ao observar a chama produzida. Uma chama amarela como a de velas, por exemplo, está associada com a combustão incompleta da parafina e libera o carbono fuligem, sendo observado se um anteparo é posto acima da chama. Por outro lado, a chama produzida no fogão a gás é azul, associada a queima completa do gás GLP.
Vídeos sobre a combustão
Agora que você possui conhecimento sobre o tema, acompanhe alguns vídeos para assimilar o conteúdo estudado:
Identificando os processos de combustão
Publicidade
As reações de combustão são aquelas que envolvem um combustível e um comburente, que é sempre o oxigênio molecular. Elas liberam energia na forma de calor. Podem ser classificadas em duas maneiras: as reações completas e incompletas. Aprenda a diferenciar cada uma dessas reações e como representar a equação química correspondente.
Como escrever e balancear as reações de combustão completa
As reações de combustão completa apresentam uma semelhança na hora de representar e balancear as equações químicas. Independente do composto, desde que seja orgânico e constituído de carbono, hidrogênio e oxigênio, sofre a reação com o gás O2, formando gás carbônico e água após a queima completa. Saiba como fazer o balanceamento dessas reações de uma forma prática e rápida.
Exercício do ENEM sobre combustão do octano
É possível aplicar o conhecimento sobre as reações de queima completa em questões aplicadas em provas como o ENEM, por exemplo. Nesse vídeo, acompanhe o exercício resolvido sobre a queima do octano, um dos constituintes da gasolina automotiva. Dessa forma, veja como é feita a representação e o balanceamento dessa reação.
Em síntese, a combustão é uma reação química de oxidação de um material combustível, que pode ser um sólido, líquido ou gás, com um agente oxidante, geralmente o gás oxigênio. É uma reação que produz energia na forma de calor. Não pare de estudar aqui, veja também sobre a entalpia e entenda sobre a espontaneidade de reações.
Referências
Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente (2005) – Peter Atkins e Loretta Jones
Química: a ciência central (1999) – Theodore L. Brown, Eugene H. LeMay, Bruce E. Bursten e Julia R. Burdge
Química Orgânica – Volume 1 (1987) – Paula Yurkanis Bruice
Por Lucas Makoto Tanaka dos Santos
Bacharel em Química pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), mestrando em Química Analítica, com ênfase em desenvolvimento de métodos analíticos, metabolômica e espectrometria de massas no Laboratório de Biomoléculas e Espectrometria de Massas (LaBioMass), na mesma universidade.
Tanaka dos Santos, Lucas Makoto. Combustão. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/quimica/combustao. Acesso em: 23 de November de 2024.
1. [PUC-Campinas 2015 Geral]
Considere as seguintes reações de combustão do metano (CH4):
Combustão completa:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O(g)
ΔH = -891 kJ/mol de CH4 (g)
Combustão incompleta:
2 CH4 (g) + 3 O2 (g) → 2CO(g) + 4 H2O(g)
ΔH = -520 kJ/mol de CH4 (g)
Para obter a mesma quantidade de energia da combustão completa de 1,0 mol de CH4 (g), é necessário consumir uma quantidade desse gás, em mol, por combustão incompleta, de, aproximadamente:
a) 0,4.
b) 1,1.
c) 1,7.
d) 3,4.
e) 4,0.
A queima incompleta produz 520 kJ/mol de CH4 (g), ou seja, um mol de metano produz essa quantidade de energia. Então, para produzir 891 kJ:
1 mol de CH4 (g) ——- 520 kJ
x mol de CH4 (g) ——- 891 kJ
x.520 = 891
x = 891/520
x = 1,71
Portanto a alternativa correta é a letra c) 1,7.
2. [UNESP]
A combustão completa do etanol (C2H6O) nos motores de veículos produz gás carbônico e água. O número de mol de oxigênio consumido na combustão completa de 2 mol de etanol é igual a:
a) 3/2
b) 4
c) 6
d) 7
e) 9
O balanceamento reação da combustão completa do etanol é:
C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Se 1 mol de C2H6O reage com 3 mol de O2, então 2 mol de C2H6O reage com 6 mol de O2.