O que é combustão?

Combustão é toda reação química em que um combustível (material oxidável) reage com um comburente — um material gasoso que contenha o gás oxigênio (O₂), como o ar. Essa reação é sempre exotérmica, ou seja, libera energia na forma de calor. Geralmente, outros produtos são liberados, principalmente quando o combustível é um composto orgânico, como o dióxido de carbono e a água, conforme será mais explicado adiante.

Os combustíveis podem ser sólidos (papel, madeira, carvão etc.), líquidos (álcool, gasolina, óleo diesel etc.) ou gasosos (gás hidrogênio, gás butano etc.). As reações de combustão são de oxirredução, pois os combustíveis sofrem oxidação (perdem elétrons e seu Nox aumenta) e o comburente, que é o oxigênio, sofre redução (ganha elétrons e seu Nox diminui) para a formação dos produtos.

Essas reações são muito comuns e importantes em nosso cotidiano. Veja alguns exemplos:

• Queima de combustíveis, como gasolina e etanol, para movimentar os veículos;

• Queima de combustíveis em indústrias;

• Queima do gás de cozinha para cozinhar alimentos;

• Queima de uma fogueira;

• As células do nosso corpo realizam combustão para digerirem os alimentos e produzirem energia que será consumida pelo organismo.

A fogueira é um exemplo de reação de combustão

Observe que as reações de combustão são realizadas principalmente para a obtenção de energia térmica para geração de energia mecânica, elétrica, aquecimento e assim por diante.

Além disso, para as reações de combustão ocorrerem, é necessária uma ignição, ou seja, algo como uma faísca para fornecer a energia de ativação, que é a energia mínima necessária para iniciar o processo.

Depois de iniciada, ocorre uma reação em cadeia, pois a própria energia liberada na reação permite que a combustão continue. Ela para apenas quando o combustível ou o comburente acabam.

Existem dois tipos básicos de reações de combustão de compostos orgânicos, que são a combustão completa e a incompleta. Veja do que se trata cada uma:

* Combustão completa: Ocorre quando existe oxigênio suficiente para consumir todo o combustível e produz dióxido de carbono e água como produtos. Além disso, nas reações de combustão completas, o Nox do carbono atinge o seu valor máximo, que é +4.

Exemplos:

Combustão completa do metano: CH_4(g) + 2 O_2(g) → CO_2(g) + 2 H₂O_(g) + calor

Combustão completa do butano: 2 C₄H_10(g) + 13 O_2(g) → 8 CO_2(g) + 10 H₂O_(g) + calor

Em virtude da crescente combustão de combustíveis fósseis, como o carvão e os derivados do petróleo, a quantidade de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera aumentou muito, agravando o problema do aquecimento global em razão da intensificação do efeito estufa.

Além disso, se houver resíduos de enxofre no combustível, eles também sofrerão combustão, liberando para a atmosfera óxidos de enxofre:

S_(s) + 3/2 O_2(g) → SO_3(g)

Esse óxido reage com a água das chuvas e gera ácido sulfúrico, o que leva a outro problema ambiental: a chuva ácida.

A combustão de combustíveis fósseis por automóveis libera gases poluentes para a atmosfera

* Combustão incompleta: Ocorre quando não existe oxigênio suficiente para consumir todo o combustível e produz monóxido de carbono e água ou fuligem (formada basicamente por carbono) e água como produtos. Além disso, nas reações de combustão incompletas, o Nox do carbono atinge valores menores como +1 e +2.

Exemplos:

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

Combustão incompleta do gás butano: C₄H_10(g) + 9 O_2(g) → 8 CO_(g) + 10 H₂O_(g)
Combustão incompleta do gás butano: C₄H_10(g) + 5 O_2(g) → 8 C_(g) + 10 H₂O_(g)

As reações de combustão incompletas geram menor energia e também formam resíduos muito tóxicos para o meio ambiente.

Assim, o estudo das reações de combustão é importantíssimo não só para o avanço das técnicas usadas na sociedade moderna, mas também para controlar e diminuir os seus efeitos prejudiciais.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química