Combustão

Teoria Completa

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!

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Exercício Resolvido #1

Elaboração própria.

A ozonólise de determinado alceno produziu propanona e metanal. Qual é o nome desse alceno?

  1. 2-buteno
  2. 2-metil-2-penteno
  3. Metil-propeno
  4. 1-buteno
  5. 2-metil-2-buteno
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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:

  1. Eteno
  2. Propeno
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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

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:

  1. Buteno
  2. 2-metil-buteno
MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

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.

  1. 2-buteno
  2. Metanol
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Passo 1

Primeiro vamos lembrar que a reação de combustão completa de um composto orgânico é uma redução feita na presença de oxigênio ( O 2 ), gerando C O 2 , H 2 O e calor. Agora vamos ao trabalho! Na letra A, estamos tratando do 2-buteno que tem a fórmula molecular C 4 H 8 , 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 C H 4 O

Passo 4

Sem esquecer de balancear a equação da letra B:

Agora sim! Concluímos as duas letras!

Resposta

Exercício Resolvido #5

Elaboração própria.

Identifique se as seguintes reações de combustão dos compostos orgânicos são completas ou incompletas.

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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 O 2 . Se o produto for gás carbônico ( C O 2 ) , água ( H 2 O ) e calor, teremos uma combustão completa. Se o produto for monóxido de carbono ( C O ) , água ( H 2 O ) e calor, ou carbono ( C ), água ( H 2 O ) e calor, teremos uma combustão incompleta.

Agora sim podemos resolver!

Resposta

  1. Combustão completa.
  2. Combustão incompleta.
  3. Combustão incompleta.
  4. 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:

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 1

Vamos lá, se a reação de combustão é completa, sabemos que seus produtos são: gás carbônico ( C O 2 ) , água ( H 2 O ) e calor. Então vamos montar a equação para conseguir identificar os compostos, começando pela letra A:

C x H y   +   O 2   →   C O 2   +   H 2 O   + calor

Vemos aqui que podemos colocar um propeno ( C 3 H 6 ), mas não podemos esquecer que devemos balancear a equação depois.

Passo 2

Ficaremos então com a seguinte equação:

C 3 H 6   + 9 2   O 2   →   3 C O 2   +   3 H 2 O   + calor

Passo 3

Para a letra B, Temos que escolher um hidrocarboneto que nos permita ter uma equação da seguinte forma:

C n H 2 n + 2   + O 2   →   C O 2   +   H 2 O   + calor

Podemos usar o propano, que apresenta fórmula molecular: C 3 H 8 . Depois basta balancear.

Passo 4

Dessa forma, teremos:

C 3 H 8   + 5 O 2   →   3 C O 2   +   4 H 2 O   + calor

Resposta

Exercício Resolvido #7

Elaboração própria.

Mostre as equações de combustão incompleta dos compostos orgânicos abaixo.

  1. 2-buteno
  2. Metil-propeno
MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 1

Vamos começar pela letra A. O composto 2-buteno tem a seguinte fórmula molecular: C 4 H 8 . Podemos então completar a equação:

Passo 2

Vamos agora para a letra B. O composto Metil-propeno tem a fórmula molecular: C 4 H 9 . Agora colocamos a equação:

Lembrando sempre que o balanceamento da equação é muito importante.

Resposta

Exercício Resolvido #8

Elaboração própria.

Mostre as equações de combustão completa e incompleta do Hexano.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 1

Precisamos inicialmente lembrar que o hexano é um hidrocarboneto com a seguinte fórmula molecular: C 6 H 14 . 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 C O 2 para C O irá interferir no balanceamento da equação. Teremos então:

Prontinho!!

Resposta

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