Como ocorre a reação de combustão?

Passo 1

O enunciado pede para entendermos como acontece uma reação de combustão. Esse conteúdo envolve reação de oxidação de um combustível por um oxidante, libera energia (calor e luz) e segue um mecanismo em cadeia envolvendo radicais livres.

Passo 2

Antes de falar do mecanismo detalhado, vamos ver a reação global para um hidrocarboneto genérico com oxigênio . A combustão completa é dada por
Isso mostra a estequiometria: cada átomo de carbono vira e cada par de átomos de hidrogênio vira .

Passo 3

Dependendo da quantidade de oxigênio disponível, a combustão pode ser:
– completa: reagente em excesso de O2, produzindo só CO2 e H2O;
– incompleta: O2 deficiente, gerando também monóxido de carbono ( CO) ou carbono elementar (fuligem).

Passo 4

O mecanismo da combustão em fase gasosa ocorre por reações em cadeia de radicais livres. Grosso modo temos três etapas:
I. Iniciação – energia de ativação (faísca, chama, descarga) quebra moléculas, formando radicais, por exemplo
RH ;xrightarrowDe<a; Rcdot + Hcdot
II. Propagação e ramificação – os radicais atacam O2 e o combustível, gerando mais radicais e produtos intermediários, por exemplo
Rcdot + O2 to RO2cdot, RO2cdot + RH to ROOH + Rcdot
Cada etapa regenera radicais, mantendo a reação rápida.
III. Terminação – dois radicais se combinam e formam moléculas estáveis, diminuindo a concentração de radicais e encerrando a reação em cadeia, por exemplo
Rcdot + Hcdot to RH, Rcdot + Rcdot to R!-!R

Passo 5

Como resultado desse conjunto de reações ocorre a oxidação rápida do combustível, com liberação intensa de energia na forma de calor e luz, além dos produtos finais ( CO2, H2O, etc.).

Resposta

A combustão ocorre quando o combustível reage com o oxidante (geralmente O2) por um mecanismo radicalar em cadeia: primeiro formam-se radicais (iniciação), esses radicais geram mais radicais ao atacarem o combustível e o oxigênio (propagação/ramificação) e por fim dois radicais se combinam (terminação). No total, a reação global converte o hidrocarboneto em CO2 e H2O, liberando grande quantidade de energia.

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