Combustão

A combustão é uma reação de oxidação de compostos orgânicos com gás oxigênio. Ela libera energia na forma de calor e está presente no cotidiano na queima de combustíveis ou na chama dos fogões a gás.

A combustão, ou queima, é uma reação de oxidação de compostos orgânicos que libera energia na forma de calor. Indispensável no cotidiano, é usada como uma das principais fontes de energia térmica, como é o caso da chama do fogão ou da queima dos combustíveis nos carros. Veja como se dá o processo de combustão, além de seus tipos.

O que é a combustão

Na combustão, os compostos orgânicos, conhecidos como combustíveis, reagem com um gás oxidante, geralmente o O2 presente no ar atmosférico, conhecido por comburente. Essa queima é uma reação que libera a energia na forma de calor, ou seja, é uma reação exotérmica. Na combustão, os compostos formados dependem do tipo de reação que ocorre. Sendo assim, os produtos são uma mistura de compostos que contêm carbono, oxigênio e água.

Como ocorre a combustão

Para que a combustão ocorra, são essenciais três elementos: o combustível, o comburente e a ignição. Somente com a combinação desses três fatores a queima ocorre. O combustível é o que alimenta a combustão, é uma substância oxidável como a gasolina, madeira ou o gás de cozinha, por exemplo. O comburente é o que intensifica a queima, um gás oxidante como o oxigênio da atmosfera. Finalmente, a ignição é a responsável pelo fornecimento da energia de ativação necessária para que a reação ocorra.

Depois que a combustão é iniciada, reações em cadeia começam a acontecer, visto que a própria energia que foi liberada na reação faz com que a queima continue. Somente chega ao fim quando um dos elementos, combustível ou comburente, acabam ou são removidos.

Tipos de combustão

Existem dois tipos de combustão de compostos orgânicos: a combustão completa e a incompleta. Abaixo, conheça as características de cada uma:

Combustão completa

Essa queima ocorre quando existe oxigênio suficiente para oxidar todos os átomos de carbono do combustível, ou seja, elevar seu número de oxidação de -4 para +4, seu valor máximo. Nesse caso, os produtos formados na reação são sempre o gás carbônico (CO2) e a água (H2O).

  • Queima completa do etanol: C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O + calor
  • Queima completa do octano: C8H18 + 25/2 O2 → 8 CO2 + 9 H2O + calor

Combustão incompleta

Nessa tipo, não existe a quantidade de oxigênio comburente necessário para o consumo completo do composto orgânico. Dessa forma, o estado de oxidação final dos átomos de carbono não será +4. Os produtos formados variam conforme a quantidade de O2 disponível, podendo ser o carbono fuligem (Cfuligem, NOX = zero), a fumaça preta que sobe ao queimar uma vela de parafina, ou o monóxido de carbono (CO, NOX = +2).

  • Queima incompleta do etanol: C2H6O + 2 O2 → 2 CO + 3 H2O + calor (observe que o número de mol de oxigênio é menor, então é uma queima incompleta).
  • Queima incompleta do octano: C8H18 + 9/2 O2 → 8 Cfuligem + 9 H2O + calor (novamente, a quantidade de oxigênio é menor)

Os dois tipos de combustão são importantes no cotidiano. Visualmente é possível identificar qual delas está acontecendo ao observar a chama produzida. Uma chama amarela como a de velas, por exemplo, está associada com a combustão incompleta da parafina e libera o carbono fuligem, sendo observado se um anteparo é posto acima da chama. Por outro lado, a chama produzida no fogão a gás é azul, associada a queima completa do gás GLP.

Vídeos sobre a combustão

Agora que você possui conhecimento sobre o tema, acompanhe alguns vídeos para assimilar o conteúdo estudado:

Identificando os processos de combustão

As reações de combustão são aquelas que envolvem um combustível e um comburente, que é sempre o oxigênio molecular. Elas liberam energia na forma de calor. Podem ser classificadas em duas maneiras: as reações completas e incompletas. Aprenda a diferenciar cada uma dessas reações e como representar a equação química correspondente.

Como escrever e balancear as reações de combustão completa

As reações de combustão completa apresentam uma semelhança na hora de representar e balancear as equações químicas. Independente do composto, desde que seja orgânico e constituído de carbono, hidrogênio e oxigênio, sofre a reação com o gás O2, formando gás carbônico e água após a queima completa. Saiba como fazer o balanceamento dessas reações de uma forma prática e rápida.

Exercício do ENEM sobre combustão do octano

É possível aplicar o conhecimento sobre as reações de queima completa em questões aplicadas em provas como o ENEM, por exemplo. Nesse vídeo, acompanhe o exercício resolvido sobre a queima do octano, um dos constituintes da gasolina automotiva. Dessa forma, veja como é feita a representação e o balanceamento dessa reação.

Em síntese, a combustão é uma reação química de oxidação de um material combustível, que pode ser um sólido, líquido ou gás, com um agente oxidante, geralmente o gás oxigênio. É uma reação que produz energia na forma de calor. Não pare de estudar aqui, veja também sobre a entalpia e entenda sobre a espontaneidade de reações.

Referências

Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente (2005) – Peter Atkins e Loretta Jones
Química: a ciência central (1999) – Theodore L. Brown, Eugene H. LeMay, Bruce E. Bursten e Julia R. Burdge
Química Orgânica – Volume 1 (1987) – Paula Yurkanis Bruice

Lucas Makoto Tanaka dos Santos
Por Lucas Makoto Tanaka dos Santos

Bacharel em Química pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), mestrando em Química Analítica, com ênfase em desenvolvimento de métodos analíticos, metabolômica e espectrometria de massas no Laboratório de Biomoléculas e Espectrometria de Massas (LaBioMass), na mesma universidade.

Como referenciar este conteúdo

Tanaka dos Santos, Lucas Makoto. Combustão. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/quimica/combustao. Acesso em: 02 de August de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [PUC-Campinas 2015 Geral]

Considere as seguintes reações de combustão do metano (CH4):

Combustão completa:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O(g)
ΔH = -891 kJ/mol de CH4 (g)

Combustão incompleta:
2 CH4 (g) + 3 O2 (g) → 2CO(g) + 4 H2O(g)
ΔH = -520 kJ/mol de CH4 (g)

Para obter a mesma quantidade de energia da combustão completa de 1,0 mol de CH4 (g), é necessário consumir uma quantidade desse gás, em mol, por combustão incompleta, de, aproximadamente:

a) 0,4.
b) 1,1.
c) 1,7.
d) 3,4.
e) 4,0.

A queima incompleta produz 520 kJ/mol de CH4 (g), ou seja, um mol de metano produz essa quantidade de energia. Então, para produzir 891 kJ:
1 mol de CH4 (g) ——- 520 kJ
x mol de CH4 (g) ——- 891 kJ

x.520 = 891
x = 891/520
x = 1,71

Portanto a alternativa correta é a letra c) 1,7.

2. [UNESP]

A combustão completa do etanol (C2H6O) nos motores de veículos produz gás carbônico e água. O número de mol de oxigênio consumido na combustão completa de 2 mol de etanol é igual a:

a) 3/2
b) 4
c) 6
d) 7
e) 9

O balanceamento reação da combustão completa do etanol é:

C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

Se 1 mol de C2H6O reage com 3 mol de O2, então 2 mol de C2H6O reage com 6 mol de O2.

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