Combustão

A combustão é uma reação química exotérmica entre uma substância, a qual toma o nome de combustível e um gás, denominado por comburente que geralmente é o oxigénio, onde há libertação de calor e luz para o meio ambiente.

Assim pode-se dizer que o combustível é toda a substância capaz de queimar e alimentar a combustão. Serve de campo de propagação ao fogo. Os combustíveis podem ser sólidos, líquidos ou gasosos. Como exemplos tem-se madeira, papel, tinta, algodão, álcool, gasolina, entre muitos outros.

O comburente é o elemento que dá vida às chamas e intensifica a combustão. O comburente mais comum é o oxigénio, no entanto não é o único, existindo outros gases.

Tem ainda que existir uma fonte de ignição que é o agente responsável pelo início do processo de queima, isto é, um acontecimento que fornece o calor inicial.

Por se tratar de um processo químico pode-se representar a combustão através de uma equação:

Combustível + O2 → CO2 + H2O

Por exemplo, para a queima do propano tem-se a seguinte reação:

C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O

Existem vários tipos de combustão.

A combustão lenta ocorre a uma temperatura suficientemente baixa, ou seja, inferior a 500⁰C, não havendo, em geral, emissão de luz. A oxidação de um metal, por exemplo, ferro, cobre, zinco entre outros, em contacto com o ar húmido é um exemplo deste tipo de combustão.

A combustão viva é uma combustão em que se produz chama e, vulgarmente, designa-se por fogo. Neste caso, devido à mistura dos gases inflamados com o ar forma-se a chama. No caso dos sólidos, cuja combustão dá-se à superfície, verifica-se a incandescência a partir da sua ignição e também através da formação de brasas. As brasas surgem quando o combustível já não liberta gases suficientes para provocar chama.

A combustão explosiva resulta da mistura de gases ou partículas finamente divididas com o ar numa percentagem bem determinada propagando-se a uma velocidade elevada. Neste caso, a mistura tem de ocupar todo o espaço onde está contida e, no momento da explosão, provoca uma elevação da temperatura ou de pressão ou de ambas, simultaneamente, sobre todo o espaço. Usa-se a gasolina, o etanol ou o diesel como combustível.

A combustão pode ainda ser completa, turbulenta ou incompleta.

A combustão completa ocorre quando há rutura da cadeia de carbonos e há a oxidação total de todos os átomos de carbono da cadeia. Os produtos formados serão o dióxido de carbono e a água. Na combustão completa a chama produzida apresenta a cor azul.

Por exemplo, a combustão completa do isoctano, que é um dos componentes da gasolina é dada pela seguinte reação:

C8H18 (g) + 25/2 O2 (g) → 8 CO2 (g) + 9 H2O (l)

A combustão turbulenta é caracterizada por fluxos turbulentos. Este tipo de combustão é muito usada na indústria, por exemplo, em turbinas de gás, motores a diesel, pois a turbulência ajuda o combustível a misturar-se com o comburente.

Na combustão incompleta não há quantidade de comburente, ou seja, de oxigénio suficiente para queimar todo o combustível. Assim, deste modo, os produtos formados são o monóxido de carbono e a água. A combustão incompleta é muito mais comum do que a combustão completa. A cor da chama nas combustões incompletas apresenta a cor amarela.

Como exemplo tem-se a combustão do isoctano, no entanto, agora de um modo incompleto, dado pela reação que se segue:

C8H18 (g) + 17/2 O2 (g) → 8 CO (g) + 9 H2O (l)

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References:

Turns, Stephen R.; «Introdução à Combustão: Conceitos e Aplicações»; Mc Graw Hill; 3ª Ed.

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