Dependência de Oxigênio para uma Combustão

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

Uma combustão, para a química orgânica, é caracterizada pela reação química entre um combustível com algum comburente, normalmente o gás oxigênio (O2), resultando em um derivado do elemento químico carbono e água. Para que o processo inicie, torna-se necessário uma “substância” que reduza a energia de ativação do sistema, a qual na combustão pode vir a ser uma faísca elétrica, chamada de fonte de ignição. Tem-se então o “tripé da combustão”: combustível, comburente e fonte de ignição.

Um processo de combustão, após seu início, pode ser interrompido apenas pela falta de um dos reagentes, combustível ou oxigênio. Assim, uma extinção de combustão por gás pressurizado, por exemplo, ou simplesmente pela adição de água líquida ao sistema, exerce efeito positivo por deslocar as moléculas gasosas de O2, impedindo seu contato direto com o combustível.

Conforme a produção do derivado de carbono, o processo de combustão pode se dar de três modos distintos: completo, semi-completo ou incompleto. Em uma reação de combustão completa, irá se formar gás carbônico (CO2) e água. Em uma reação semi-completa, o derivado de carbono a se formar ao lado da água será o monóxido de carbono (CO). Já na combustão incompleta, teremos a formação de carvão (C) e água.

Consideremos as três possibilidades de combustão para o gás metano (CH4), equacionadas e de coeficientes ajustados, mostradas abaixo:

COMBUSTÃO COMPLETA:

CH4  + 2O2  →  CO2  +  2H2O

COMBUSTÃO SEMI-COMPLETA:

CH4  +  3/2O2  →  CO  +  2H2O

COMBUSTÃO INCOMPLETA:

CH4  +  O2  →  C  +  2H2O

Percebe-se que não apenas o derivado de carbono de cada reação é distinto, mas o número de mols de gás oxigênio que reage também o é. Esta quantidade decresce da combustão completa para a combustão incompleta. Pode-se assim dizer que a disponibilidade de gás oxigênio determinará o tipo de combustão que irá ocorrer: alta disponibilidade, combustão completa; disponibilidade moderada ou baixa, combustão semi-completa ou incompleta.

Efeitos práticos decorrentes:

  • Não é possível ter-se uma combustão completa em sistema aberto, pois a disponibilidade de gás oxigênio é sempre elevada.
  • Em alguns túneis de grandes metrópoles existem placas orientando que se desligue o motor e se feche os vidros dos automóveis em caso de congestionamento. Devido à limitada quantidade de gás oxigênio disponível e possibilidade de produção do monóxido de carbono na queima da gasolina, o qual é um gás altamente tóxico, essa recomendação deve ser seguida.
  • Algumas vezes as panelas domésticas ficam com o fundo revestido de um material preto que mancha as mãos quando em contato. Trata-se do carvão, resultado de uma combustão incompleta quando o fogão tem sua entrada de oxigênio obstruída.

Referências:
SARDELLA, Antônio; MATEUS, Edegar; Curso de Química: química geral, Ed. Ática, São Paulo/SP – 1995.
FELTRE, Ricardo; Fundamentos da Química, vol. Único, Ed. Moderna, São Paulo/SP – 1990.

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