Combustão
Teoria
Quando pensamos em combustão, logo nos vem uma coisa a cabeça: Fogo!
Mas o que a gente precisa pra fazer fogo? Podemos dizer que é de um isqueiro e papel ou carvão ou até de folha seca, né?
Mas aqui vai ser um pouquinho diferente... Vamos entender como a combustão acontece quimicamente, show?
Bom, ela é uma reação química que produz calor durante a oxidação do carbono. Nada muito intuitivo, né? Então vamos verificar a equação de combustão do metano pra ver se clareia um pouco a cabeça!
Agora ficou melhor, né? Acabamos de ver que precisamos de um combustível e de oxigênio… O que nos leva a pensar naquela experiência que certamente já ouvimos falar que é: Colocar um copo tampando uma vela acesa, depois de um tempinho ela vai apagar! Porque?
A gente acabou de ver que para ter combustão precisamos de oxigênio… Hum…
Toda reação tem um combustível, ou seja, um composto que é consumido produzindo energia térmica e um comburente, que na maioria das vezes é o oxigênio presente no ar. Gerando o dióxido de carbono e água. Durante essa reação há liberação de calor, logo podemos classificá-la como uma reação exotérmica, beleza?
Caso não seja um composto orgânico, ou seja, não temos o elemento carbono, teremos como produto o dióxido de nome do outro componente, por exemplo: dióxido de nitrogênio ou dióxido de enxofre… No nosso caso aí de cima, era um composto orgânico e tivemos como produto o dióxido de carbono... Sacou?
Combustão completa e incompleta
Mas nós temos dois tipos de combustão, pois se as quantidades de combustível e comburente não estiverem equivalentes, o produto poderá sofrer alterações!
É aí que entra a combustão completa e a incompleta… Beleza?
Combustão completa: O oxigênio é suficiente para consumir todo o combustível. Nesse caso a reação terá essa cara aqui embaixo! Como a gente tinha visto antes...
Quer ter certeza se a reação é completa ou não? É só a gente avaliar o nox das espécies!
Combustão incompleta: Não há oxigênio suficiente para consumir todo o combustível.
A diferença dessa para a anterior é que os produtos dessa vez serão: monóxido de carbono (CO) e água ou carbono elementar (C) e água.
Vamos dar uma olhada no Nox do carbono, para checar se realmente é incompleta, olha só:
Viu só? Agora estamos arrasando na combustão!
E pra ficar tranquilo de identificar a diferença entre as combustões, aí vai um esqueminha com todo :
Agora é fixar essa teoria fazendo muitos exercícios! Vamos lá!
Combustão completa e incompleta
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
Elaboração própria.
A ozonólise de determinado alceno produziu propanona e metanal. Qual é o nome desse alceno?
- 2-buteno
- 2-metil-2-penteno
- Metil-propeno
- 1-buteno
- 2-metil-2-buteno
Passo 1
Vamos chamar o alceno de X:
Visto que nas reações de ozonólise de alcenos ocorre a adição dos átomos de oxigênio do ozônio aos átomos de carbono da dupla ligação, basta retirarmos esses oxigênios das moléculas dos produtos e unirmos as duas estruturas para sabermos qual é o alceno que deu origem a eles:
Passo 2
Hora de nomear o alceno:
Metil-propeno!
Resposta
Metil-propeno
Exercício Resolvido #2
Lista de exercícios.
Dê as equações orgânicas que representam a ozonólise seguida de hidrólise em presença de zinco metálico dos seguintes compostos:
- Eteno
- Propeno
Passo 1
Vamos lembrar que no mecanismo de ozonólise podem ser gerados produtos diferentes de acordo com a quebra do reagente. Esses produtos dependem da estrutura do reagente pois pode se tratar de um carbono primário, secundário ou terciário.
No primeiro caso que é o eteno a quebra da molécula gera dois compostos iguais.
Passo 2
O oxigênio vem para completar a valência dos carbonos que sofreram a quebra da seguinte maneira:
Como é em meio aquoso sempre haverá a formação de peróxido de hidrogênio.
Passo 3
O mecanismo se repete para o propeno.
Repara que apesar de formarem dois compostos da mesma função orgânica, aldeído, são dois aldeídos diferentes porque provém da quebra de carbonos diferentes.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
Exercício Resolvido #3
Lista de exercícios.
Dê as equações orgânicas que representam a ozonólise seguida de hidrólise em presença de zinco metálico dos seguintes compostos:
- Buteno
- 2-metil-buteno
Passo 1
Vamos lembrar que no mecanismo de ozonolise podem ser gerados produtos diferentes de acordo com a quebra do reagente. Esses produtos dependem da estrtura do reagente pois pode se tratar de um carbono primário, secundário ou terciário.
No primeiro caso que é o buteno a quebra da molécula gera dois compostos iguais mas o 2-metil-buteno não por causa da ramificação.
Passo 2
O oxigênio vem para completar a valência dos carbonos que sofreram a quebra da seguinte maneira:
Como é em meio aquoso sempre haverá a formação de peróxido de hidrogênio.
Passo 3
O mecanismo se repete para o 2-metil- buteno.
Repara que como um dos carbonos é terciário houve a formação de uma cetona e de um aldeído, ao invés de dois aldeídos.
Resposta
Exercício Resolvido #4
Elaboração própria.
Escreva as reações de combustão completa dos compostos orgânicos abaixo.
- 2-buteno
- Metanol
Passo 1
Primeiro vamos lembrar que a reação de combustão completa de um composto orgânico é uma redução feita na presença de oxigênio (), gerando , e calor. Agora vamos ao trabalho! Na letra A, estamos tratando do 2-buteno que tem a fórmula molecular , vamos então à montagem da equação.
Passo 2
Cuidado!! Ainda não acabou! Precisamos balancear a equação, ou seja, igualar as quantidades de cada elemento dos dois lados.
Passo 3
Agora vamos fazer o mesmo para o metanol, na letra B, que tem a fórmula molecular
Passo 4
Sem esquecer de balancear a equação da letra B:
Agora sim! Concluímos as duas letras!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
Exercício Resolvido #5
Elaboração própria.
Identifique se as seguintes reações de combustão dos compostos orgânicos são completas ou incompletas.
Passo 1
Vamos relembrar? Então, a principal característica que nos diz se uma reação de combustão é completa ou incompleta são os tipos de produtos obtidos da reação do composto orgânico com o . Se o produto for gás carbônico () , água () e calor, teremos uma combustão completa. Se o produto for monóxido de carbono () , água () e calor, ou carbono (), água () e calor, teremos uma combustão incompleta.
Agora sim podemos resolver!
Resposta
- Combustão completa.
- Combustão incompleta.
- Combustão incompleta.
- Combustão completa.
Exercício Resolvido #6
REIS, M. Química Integral, Editora FTD S.A., São Paulo, 1993.
Dê os coeficientes da equação de combustão completa dos seguintes compostos genéricos:
Passo 1
Vamos lá, se a reação de combustão é completa, sabemos que seus produtos são: gás carbônico () , água () e calor. Então vamos montar a equação para conseguir identificar os compostos, começando pela letra A:
calor
Vemos aqui que podemos colocar um propeno (), mas não podemos esquecer que devemos balancear a equação depois.
Passo 2
Ficaremos então com a seguinte equação:
calor
Passo 3
Para a letra B, Temos que escolher um hidrocarboneto que nos permita ter uma equação da seguinte forma:
calor
Podemos usar o propano, que apresenta fórmula molecular: . Depois basta balancear.
Passo 4
Dessa forma, teremos:
calor
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
Exercício Resolvido #7
Elaboração própria.
Mostre as equações de combustão incompleta dos compostos orgânicos abaixo.
- 2-buteno
- Metil-propeno
Passo 1
Vamos começar pela letra A. O composto 2-buteno tem a seguinte fórmula molecular: . Podemos então completar a equação:
Passo 2
Vamos agora para a letra B. O composto Metil-propeno tem a fórmula molecular: . Agora colocamos a equação:
Lembrando sempre que o balanceamento da equação é muito importante.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
Exercício Resolvido #8
Elaboração própria.
Mostre as equações de combustão completa e incompleta do Hexano.
Passo 1
Precisamos inicialmente lembrar que o hexano é um hidrocarboneto com a seguinte fórmula molecular: . Agora vamos à equação da combustão completa:
Passo 2
E não podemos esquecer do balanceamento da equação:
Passo 3
Agora faremos a equação da combustão incompleta, e veremos que a mudança de para irá interferir no balanceamento da equação. Teremos então:
Prontinho!!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)