Data: 05/06/2020 - Professor: João Rodrigues dos Santos - Disciplina: Ciências - Conteúdo: Reação Química completa e incompleta.

Escola Municipal Ayrton Senna da Silva

Nome:__________________________________________________________

Data: 05/06/2020              Professor: João Rodrigues               Série: 9 ano B

Assista o vídeo https://www.youtube.com/watch?time_continue=32&v=2_gJKQoXyxo&feature=emb_logo, leia o texto a seguir e resolva os exercícios.

https://youtu.be/2_gJKQoXyxo

Reação Química  completa e incompleta

No cotidiano, as reações de combustão são muito importantes, pois é por meio delas que é possível produzir calor (isto é, a energia térmica, que é utilizada para várias finalidades).

Quanto aos hidrocarbonetos, compostos constituídos de carbono e hidrogênio, eles têm uma facilidade muito grande para serem queimados (consumidos) em reações desse tipo. Essa queima é muito importante para a sociedade. Por exemplo: os combustíveis como gasolina, etanol e óleo diesel sofrem uma combustão ou queima dentro dos motores, e a energia liberada nessa reação é que faz os automóveis se moverem.

Além disso, é por meio de reações de combustão que os derivados do petróleo são transformados em produtos como plásticos, tintas, corantes, explosivos, etc.

Podemos definir como reação de combustão toda reação que tem um combustível, isto é, um composto que é consumido e produz energia térmica; e um comburente, que na maioria das vezes é o oxigênio presente no ar.

No entanto, dependendo da quantidade de gás oxigênio disponível, a combustão pode ser completa ou incompleta. Vejamos o que diferencia as duas:

·         Combustão completa

A combustão completa ocorre quando existe oxigênio suficiente para consumir todo combustível. No caso de compostos feitos de carbono e hidrogênio (hidrocarbonetos); e de carbono, hidrogênio e oxigênio (como álcoois, cetonas, aldeídos, ácidos carboxílicos, etc.), os produtos são o dióxido de carbono (gás carbônico – CO₂) e a água. 

Para citar um exemplo de hidrocarboneto, temos o metano (CH₄), que é o principal constituinte do combustível biogás, e que também está presente no gás natural de petróleo. Observe como ocorre a sua combustão de modo completo:

CH_4(g) + 2 O_2(g) → CO_2(g) + 2 H₂O_(g) + calor

Outro exemplo que temos é o do gás butano que entra em combustão, por exemplo, quando acendemos um isqueiro comum. A faísca provoca a reação do butano com o oxigênio do ar, resultando em sua chama característica:

2 C₄H_10(g) + 13 O_2(g) → 8 CO_2(g) + 10 H₂O_(g)  + calor

Outra forma de descobrir se a reação de combustão é completa é por meio do Nox (número de oxidação) do carbono, pois todas as reações de combustão são de oxirredução, sendo que o combustível sofre oxidação e o comburente sofre redução, conforme mostrado a seguir:

Observe que no CO₂ formado, o carbono apresenta o seu Nox máximo (+4). Quando isso ocorre, quer dizer que todo combustível foi consumido e, portanto, é uma reação de combustão completa.

·         Combustão incompleta:

A combustão se dá de forma incompleta quando não houver oxigênio suficiente para consumir todo o combustível. No caso dos compostos orgânicos que estamos considerando, os produtos da combustão incompleta podem ser monóxido de carbono (CO) e água; ou carbono elementar (C) e água.

Por exemplo, nos automóveis, a combustão deve ser completa, pois se for incompleta gera o monóxido de carbono, que é extremamente tóxico. Em vários lugares, pessoas já morreram ao inalar esse gás em garagens mal ventiladas.

Veja um exemplo desse tipo de combustão incompleta:

Combustão incompleta do metano: CH_4(g) + 3/2 O_2(g) → CO_(g) + 2 H₂O_(g)

Combustão incompleta do gás butano: C₄H_10(g) + 9 O_2(g) → 8 CO_(g) + 10 H₂O_(g) 

Se a quantidade de gás oxigênio for menor ainda, o produto será o carbono no lugar do monóxido de carbono. Exemplos:

Combustão incompleta do metano: CH_4(g) + O_2(g) → C_(s) + 2 H₂O_(g)

Combustão incompleta do gás butano: C₄H_10(g) + 5 O_2(g) → 8 C_(g) + 10 H₂O_(g) 

Algumas vezes, essa combustão é tão incompleta que o carbono torna-se visível ao sair pelo escapamento dos carros, na forma de fuligem (uma fumaça escura, formada de minúsculas partículas sólidas de carvão).

É por isso que é importante manter o motor bem regulado, para que entre ar suficiente e a combustão seja completa.

Em algumas fábricas, como a de produção de carvão ou de negro-de-fumo, o objetivo é exatamente realizar uma reação de combustão incompleta.

Observando o Nox do carbono, vemos que ele não apresenta o seu Nox máximo, portanto, as combustões abaixo são incompletas:

Resumindo, temos:

Exercícios

1- Observe a imagem a seguir:

Ela corresponde ao “triângulo do fogo”, mas repare que nela não constam os componentes necessários para que a combustão aconteça. Marque a alternativa que traz os três fatores essenciais para a ocorrência da reação.

a) ar, comburente e calor.

b) oxigênio, combustível e água.

c) comburente combustível e calor

d) comburente oxigênio e fonte de ignição

e) combustível madeira e fonte de ignição

2- “O mais tangível de todos os mistérios visíveis - fogo.” (Leigh Hunt)
A frase acima traduz a complexidade na definição dos aspectos físicos de uma chama.

Marque a alternativa correta em relação ao estado físico do fogo:

a) estado sólido

b) estado de plasma (fluido)

c) fogo é energia, não possui estado físico

d) dois estados físicos: sólido (chama) e gasoso (fumaça)

e) estado gasoso

3- Quando acontece a combustão completa? Cite exemplos?

4- Cite exemplos de combustão incompleta? Quando ela acontece?

5- A presença do gás carbônico na atmosfera terrestre resulta, dentre outras coisas, de reações químicas do tipo combustão. Aponte a alternativa que exemplifica uma reação de combustão e que tenha relação com o aquecimento do planeta.

a- No processo de respiração, os seres vivos colaboram para a eliminação do gás carbônico da atmosfera.

b- A grande parte da energia que sustenta as indústrias provém da queima de carvão ou de derivados de petróleo.

c- Na indústria do álcool, o gás carbônico pode ser obtido como subproduto no processo de fermentação de açúcares

d- As águas naturalmente carbonatadas ou bicarbonatadas, em geral classificadas no grupo de águas minerais, contêm gás carbônico.

e- Os extintores de gás carbônico são empregados para apagar focos de fogo em líquidos inflamáveis.

6- Quais são os três fatores que compõe o triângulo de fogo?

7- As queimadas constituem reações de combustão completa ou incompleta ?