Combustão

Explicamos o que é combustão, como ocorre e quais são as etapas da reação. Além disso, classificação e exemplos.

O que é combustão?

combustão é um tipo de reação química exotérmica. Pode envolver matéria em estado gasoso ou em estado heterogêneo (líquido-gás ou sólido-gás). Gera luz e calor na maioria dos casos, e é produzido consideravelmente rápido.

Tradicionalmente, a combustão é entendida como um rápido processo de oxidação de certos elementos combustíveis, ou seja, são compostos principalmente de hidrogênio, carbono e, às vezes, enxofre. Além disso, ocorre necessariamente na presença de oxigênio.

Na realidade, as combustões são reações redox (redução-oxidação) que podem ocorrer tanto de forma controlada, como em motores de combustão interna, quanto descontroladas, como em explosões. Essas reações, Envolve a troca de elétrons entre os átomos de matéria durante a reação.

As combustões quase sempre geram energia térmica e luminosa e também produzem outras substâncias gasosas e sólidas, como o dióxido de carbono (CO₂) e o vapor de água, ou seja, os resíduos sólidos do combustível (substância consumida na reação) e do oxidante (substância que promove a reação). As substâncias geradas dependem da natureza química dos reagentes envolvidos na combustão.

Desta forma, embora na imagem tradicional da combustão sempre haja fogo envolvido, é possível que o fogo não seja gerado, pois nada mais é do que uma forma de plasma (gás ionizado) produto da liberação de calor da reação química de combustão, que se formam depende das condições e reagentes de cada reação específica.

Veja também: Entalpia

Como ocorre a combustão?

combustões son un tipo de reacción redox, ou seja, uma reação de oxidação-redução. Isso significa que neles um reagente é oxidado (perde elétrons), enquanto o outro é reduzido (ganha elétrons).

No caso da combustão, o agente oxidante (oxigênio) ganha elétrons do agente redutor (combustível), ou o que é o mesmo, o oxidante (oxigênio), obtém elétrons do combustível. Isso geralmente é dado de acordo com a seguinte fórmula:

Os compostos combustíveis podem variar em cada reação de combustão, dependendo de sua natureza, assim como podem variar os níveis de energia gerada. Mas o dióxido de carbono e a água são produzidos de alguma forma em toda a combustão.

tipos de combustão

Existem três tipos de combustão:

• Combustão completa ou perfeita. São aquelas reações em que o material combustível é totalmente oxidado (consumido) e outros compostos oxigenados são produzidos, como o dióxido de carbono (CO₂) ou dióxido de enxofre (SO₂), conforme o caso, e água (H₂O).
• Combustiones estequiométricas o neutras. Este é o nome dado às combustões completas ideais, que utilizam as quantidades certas de oxigênio para sua reação e que geralmente ocorrem apenas no ambiente controlado de um laboratório.
• Combustão incompleta. São aquelas reações nas quais compostos que não foram completamente oxidados (também chamados de não queimados) aparecem nos gases de combustão. Tais compostos podem ser monóxido de carbono (CO), hidrogênio, partículas de carbono, etc.

reação de combustão

Os processos de combustão, na verdade, compreendem um conjunto de reações químicas rápidas que ocorrem simultaneamente. Cada uma dessas reações pode ser chamada de estágio ou fase. Os três estágios fundamentais da combustão são:

• Pré-reação ou primeiro estágio. Os hidrocarbonetos presentes no material combustível se decompõem e iniciam sua reação com o oxigênio do ar, formando radicais (compostos molecularmente instáveis). Isso inicia uma reação em cadeia de compostos químicos aparecendo e desaparecendo, onde geralmente mais compostos são formados do que decompostos.
• Oxidação ou segundo estágio. A maior parte da energia térmica da reação é gerada neste estágio. Como o oxigênio reage com os radicais da etapa anterior, gera-se um processo de deslocamento violento de elétrons. No caso de explosões, um alto número de radicais leva a uma reação massiva e violenta.
• Fim da reação ou terceiro estágio. Ocorre quando a oxidação dos radicais está completa e as moléculas estáveis ​​que serão os produtos da combustão estão formadas.

Exemplos de Combustão

Alguns exemplos simples de combustão na vida cotidiana são:

• Acender um fósforo/fósforo. É o caso mais emblemático de combustão. Quando a cabeça do fósforo (coberta com fósforo e enxofre) é raspada contra uma superfície áspera, ela é aquecida por fricção e causa uma combustão rápida, que por sua vez produz uma chama curta.
• A ignição de um fogão a gás. Os fogões domésticos funcionam queimando um gás hidrocarboneto, geralmente uma mistura de propano (C₃H₈) e butano (C₄H₁₀), que o dispositivo extrai de um tubo ou recipiente. Colocado em contato com o ar e munido de uma carga inicial de energia calórica (como uma chama piloto, ou de um fósforo), o gás inicia sua reação; mas para manter a chama acesa, o combustível deve ser fornecido continuamente.
• Bases fortes e matéria orgânica. A maioria das bases fortes (hidróxidos), como soda cáustica, potássio cáustico e outras substâncias com pH básico extremo, geram violentas reações de oxidação quando em contato com a matéria orgânica. Isso significa que podemos queimar ao entrar em contato com essas substâncias e até iniciar incêndios com elas, já que essas reações costumam ser muito exotérmicas.
• Motores de combustão interna. Esses artefatos estão presentes em automóveis, barcos e outros veículos movidos a combustíveis fósseis, como diesel, gasolina ou querosene. Eles são um exemplo do uso de combustão controlada. Nelas, são consumidos os hidrocarbonetos do combustível e são geradas pequenas explosões que, dentro do sistema de pistão, se transformam em movimento, produzindo também gases poluentes, que são lançados na atmosfera.

Continue com: Reações endotérmicas

Referências

• “Combustão” na Wikipédia.
• “A combustão como um processo de transformação de energia” em Ambientum, enciclopédia ambiental.
• “Combustão e tipos de combustão” em Expower.
• “O Processo de Combustão” na Universidade de Auburn.
• “Combustão” na NASA.
• “Combustão (reação química)” na Enciclopédia Britânica.