A combustão é um processo químico de oxidação rápida que é acompanhado pela liberação de baixa energia na forma de calor e luz. Para que esse processo ocorra, é necessária a presença de um combustível, um oxidante e calor. O material que é capaz de queimar e se combinar com o oxigênio é conhecido como combustível. Na combustão comum, o combustível é uma substância composta, como os hidrocarbonetos (gás de petróleo, gasolina, querosene, parafina, etc.). O oxigênio, elemento essencial para que o processo de oxidação ocorra e continue, é conhecido como oxidante.
O que é combustão
Tabela de conteúdos
A combustão é definida como uma reação química de oxidação rápida, aquela que é acompanhada por uma baixa liberação de energia na forma de calor e luz. Para que esse processo ocorra, é necessária a presença de um combustível, um oxidante e calor.
Qualquer substância capaz de queimar sob certas condições é chamada de combustão. Bem como qualquer matéria que possa queimar ou sofrer rápida oxidação.
Tipos de combustão
A reação criada pelos componentes da combustão; o material combustível e o oxidante, é divulgado em três tipos de reação, que são os seguintes:
Combustão completa
Essa combustão reage quando o material combustível é completamente oxidado e consumido, então outros compostos oxigenados são subproduzidos, como dióxido de enxofre, dióxido de carbono ou vapor de água.
Combustão estequiométrica
Esse é o nome dado às combustões completas, que ocorrem quando o metano é transformado em CO2 e H2O, utilizam as quantidades corretas de oxigênio para sua reação e que geralmente ocorrem apenas em ambiente controlado de um laboratório, fazendo uso dos instrumentos necessários. Por exemplo, no caso do metano em pó, a colher de combustão é usada.
Combustão incompleta
São aqueles em que compostos semi-oxidados (também chamados de não queimados) aparecem a partir de gases de combustão, como monóxido de carbono (CO), hidrogênio, partículas de carbono, etc.
Processo de combustão
O combustível deve atingir uma temperatura mínima para queimar, essa temperatura é o chamado ponto de ignição ou ponto de fulgor. Os materiais combustíveis têm uma temperatura baixa de inflamação e entram facilmente em combustão.
Se carvão ou enxofre forem queimados em quantidades iguais, será observado que a energia térmica liberada pelo carvão é maior que a liberada pelo enxofre. Isso significa que os combustíveis, quando queimados, não emitem quantidades iguais de calor. Existem alguns que emitem muita energia térmica, enquanto outros menos calor.
Como resultado do processo, os produtos da combustão são obtidos. Dependem da natureza do combustível, mas geralmente são produzidos vapor d'água, dióxido de carbono e carbono. O fato de que quantidades significativas de energia são liberadas na queima de combustível dá a esses materiais uma importância particular, pois podem ser usados para nosso uso.
Indústrias, fábricas e usinas de produção de eletricidade usam a combustão para obter a energia de que precisam para funcionar. Atualmente, os hidrocarbonetos ocupam o primeiro lugar entre as fontes de energia.
Produtos de combustão
Fumaça
É constituído por partículas sólidas e líquidas suspensas no ar. Com tamanhos entre 0,005 e 0,01 milimicrons. Isso tem efeitos irritantes na mucosa.
A fumaça é praticamente o primeiro fator de risco no desenvolvimento de um incêndio, antes que se sinta o efeito do aumento da temperatura. Existem então:
- Fumaça Branca: combustão de produtos vegetais, forragens, rações, etc.
- Fumaça amarela: produtos químicos que contêm enxofre, combustíveis que contêm ácido clorídrico e nítrico.
- Fumaça cinza: compostos celulósicos, fibras artificiais, etc.
- Fumaça preta clara: borracha.
- Fumaça preta escura: óleo, fibras acrílicas, etc.
Da mesma forma, a fumaça se misturará com gases tóxicos que modificarão sua cor:
- Fumaça branca: queima livremente.
- Chama: a temperatura varia dependendo de fatores como o tipo de combustível e a concentração do oxidante.
- Calor: O calor é uma forma difícil de energia, que aumenta a temperatura.
Exemplos de combustão
Uma vela encerada: no início, a reação química ocorre apenas no castiçal. No entanto, uma vez que a chama atinge a cera, uma reação também ocorre na cera.
Queima de madeira: Os hidrocarbonetos da madeira combinam-se com o oxigênio para formar água e dióxido de carbono. Esta é uma reação muito energética, por isso gera grandes quantidades de calor e luz para liberar essa energia.
Um fósforo aceso: quando um fósforo é esfregado contra uma superfície ligeiramente áspera, a fricção gera tanto calor na cabeça do fósforo (consistindo de fósforo e enxofre) que produz uma chama. Esta é uma reação incompleta porque há resíduos do papel de cera de fósforo.
Queima de carvão: ao queimar carvão, reage e passa de sólido a gasoso. Nessa reação, a energia é liberada na forma de calor.
Fogos de artifício: quando acende fogos de artifício, o calor faz com que os produtos químicos nele reajam com o oxigênio da atmosfera para produzir calor e luz. Pode-se dizer que é uma reação incompleta.
Fogueira: fogueiras são exemplos do tipo de reação que ocorre entre folhas secas, papel, lenha ou qualquer outro hidrocarboneto e uma carga de energia calórica (como um fósforo aceso ou uma faísca gerada por pedras).
Fogão a gás - fogões a gás funcionam com propano e butano. Esses dois gases, quando em contato com uma carga inicial de energia térmica (um fósforo, por exemplo), queimam. É uma reação completa, porque não gera resíduos, aqui pode causar combustão espontânea.
Incêndios florestais: Os incêndios florestais são exemplos de reações não controladas. Tal como acontece com a lenha, são reações incompletas porque deixam resíduos.
Bases fortes e matéria orgânica: quanto a esses materiais, como a soda cáustica, reage ao entrar em contato com a matéria orgânica.
Wisps: Wisps são chamas espontâneas geradas em pântanos com alto teor de matéria orgânica em decomposição.
Combustíveis em motores: o motor de combustão interna é utilizado em carros que transportam hidrocarbonetos para poder funcionar dentro da câmara de combustão, sendo a gasolina um dos principais componentes para que ocorra a reação interna.
Combustão do metanol: Também conhecido como álcool metílico, é um exemplo de reação perfeita, pois não gera outra coisa senão água e dióxido de carbono.
Combustão de magnésio metálico: Este é um exemplo de reação em que nem água nem dióxido de carbono são liberados. Nesse caso, o produto é óxido de magnésio. É uma combustão incompleta, pois produz óxido de magnésio.
Explosivos - Explosivos, como pólvora e nitroglicerina, geram a reação de combustão e ocorrem em milissegundos. Deve-se notar que existem explosivos fracos e fortes.
Pólvora - a pólvora é um explosivo fraco. No caso de explosivos fracos, eles devem ser colocados em espaços confinados (como uma sala de armas) para que funcionem.
Imagens de combustão
A seguir, mostraremos algumas imagens de combustão e os diferentes resultados obtidos em cada uma delas:
Perguntas frequentes sobre combustão
Como ocorre a combustão?
Ela ocorre por meio de uma rápida reação química de oxidação que é acompanhada por uma baixa liberação de energia na forma de calor e luz. Para que esse processo ocorra, é necessária a presença de um combustível, um oxidante e calor.
Para que serve a combustão?
É amplamente utilizado em dispositivos que auxiliam na movimentação de pessoas de um lugar para outro (carros, ônibus, aviões, barcos, etc.). Da mesma forma, também é usado em residências para cumprir múltiplas funções, como fogões a gás ou a gasolina para cozinhar alimentos, velas que às vezes são utilizadas para acender, etc.
O que é combustão viva?
São aqueles que consomem combustível da forma mais violenta e, além de um alto índice de calor, geram luz. Por exemplo, uma vela acesa, um fósforo ou uma fogueira.
O que é necessário para que a combustão ocorra?
Para produzir uma reação química, é necessário um combustível, um oxidante e atingir a chamada temperatura de ignição, ou seja, é necessário um elemento que queime (combustível) e outro que produz uma reação (oxidante) e geralmente oxigênio na forma de O2 gasoso.
Quais são as reações de combustão?
A reação química libera grande quantidade de energia na forma de calor (energia térmica) que, consequentemente, leva a uma expansão dos gases (dióxido de carbono e vapor d'água) criando uma chama, que é a massa gasosa incandescente que reflete o calor e luz, e está em contato com a substância combustível.
