A essência principal de uma reação de combustão é que ela envolve O-oxigênio e é uma reação exotérmica. As reações de combustão liberam energia na forma de calor e luz. Observe que é necessário para uma reação de combustão de oxigênio (O2). No entanto, a quantidade de oxigênio presente na reação pode variar dependendo dos outros reagentes e de outros fatores ambientais.
Um exemplo de uma reação de combustão envolvendo propano e oxigênio é o seguinte:
C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g)
As reações de combustão podem ser de dois tipos, dependendo da quantidade de oxigênio disponível para a reação.
Combustão Completa vs Combustão Incompleta
A diferença entre Combustão Completa e Combustão Incompleta é a quantidade de oxigênio disponível para ela. Se a quantidade for suficiente ou superior, é uma reação de Combustão Completa e se for menor, é uma Reação de Combustão Incompleta.
Quando existe uma quantidade suficiente ou abundante de oxigênio disponível durante o processo de combustão, a reação é conhecida como reação de Combustão Completa. Normalmente, essa reação ocorre com uma chama azul sem fumaça.
Quando a quantidade de oxigênio é insuficiente para o processo de combustão, a reação é conhecida como reação de combustão incompleta. Essa reação geralmente é acompanhada por uma chama amarela com fuligem.
Tabela de comparação entre combustão completa e combustão incompleta
| Parâmetros de comparação | Combustão Completa | Combustão Incompleta |
| Definição | A reação de combustão que ocorre na presença de uma quantidade suficiente ou abundante de oxigênio. Também conhecido como Combustão Completa. | A reação de combustão que ocorre na presença de uma quantidade insuficiente de oxigênio. |
| Tipo chama | Azul | Amarelo |
| Tipo fumaça | Não fume | Fuliginoso |
| Produtos | Normalmente produz CO2 (Dióxido de Carbono) como produto primário. | Normalmente produz CO (Monóxido de Carbono) como produto primário. |
| Produção de energia | Produz mais energia em comparação com a Combustão Incompleta ao queimar os mesmos reagentes. | Produz menos energia quando comparado à Combustão Completa ao queimar os mesmos reagentes. |
O que é Combustão Completa?
Combustão completa é o processo de combustão em que a quantidade de oxigênio envolvida na relação é suficiente em quantidade ou mais do que o necessário. o oxigênio desempenha o papel de um agente oxidante neste caso.
Normalmente, essas reações ocorrem com os hidrocarbonetos no lado do reagente como agentes redutores. Hidrocarbonetos e oxigênio reagem juntos para formar água e dióxido de carbono. Os outros produtos que obtemos dessa reação são energia na forma de calor e luz.
Como a atmosfera tem apenas 21% de oxigênio, é um pouco difícil conseguir a Combustão Completa com facilidade. Esta é a razão, sempre que queimamos materiais como madeira, papel e outros itens semelhantes que contenham hidrocarbonetos, vemos uma chama amarela, que é um sinal de Combustão Incompleta, ao invés de uma reação de Combustão Completa.
Alguns exemplos de reações de combustão completa são fornecidos abaixo:
Combustão completa de metano:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)
O metano aqui é o agente redutor que reage com o oxigênio, que é o agente oxidante. Isso nos dá dióxido de carbono e hidrogênio como produtos finais. Observa-se que o metano emprega 2 moléculas de oxigênio. Essa é a quantidade mínima de oxigênio necessária ao metano.
Combustão completa de metanol:
2CH3OH (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 4H2O (g)
Semelhante ao exemplo acima, o metanol também aqui é o agente redutor e o oxigênio atua como o agente oxidante. O metanol é um hidrocarboneto mais complexo e, portanto, requer mais moléculas de oxigênio e produz mais água e dióxido de carbono.
A combustão completa de uma substância fornece a maior quantidade de energia possível que pode ser extraída. Isso ocorre porque toda a substância é queimada com sucesso.
Este tipo de combustão também é denominado ‘combustão limpa’ pois os produtos formados por esta combustão não poluem nem prejudicam o meio ambiente de forma alguma, uma vez que se trata apenas de dióxido de carbono e água.
Um exemplo muito comum que vemos de combustão limpa é a queima de GLP em nossas casas, pois geralmente produz uma chama azul clara e sem fumaça.
O que é combustão incompleta?
Uma reação de combustão incompleta é uma reação em que a quantidade de oxigênio presente na reação é insuficiente do que a quantidade de oxigênio necessária para realizar a reação de maneira completa.
Como as reações de Combustão Completa, os reagentes desempenham o mesmo papel, onde o oxigênio é um agente oxidante e os hidrocarbonetos são agentes redutores.
Este tipo de reação é geralmente indesejável, pois libera muito pouca energia em comparação com reações completas das mesmas substâncias. Isso ocorre porque a substância inteira não sofre uma reação de combustão.
Esta reação é caracterizada principalmente por uma chama amarela com fumaça fuliginosa. Os produtos primários dessa reação são água e monóxido de carbono (CO). Este é um fator muito negativo para o nosso meio ambiente porque o monóxido de carbono causa um aumento do aquecimento global e as partículas de monóxido de carbono no ar causam vários tipos de doenças respiratórias.
Quando os eletrodomésticos se queimam ou pegam fogo, eles passam por uma reação de combustão incompleta. O monóxido de carbono tóxico assim produzido é incolor e inodoro. O que é perigoso, pois pode causar muitos danos antes mesmo de ser percebido.
Alguns exemplos de reação de combustão incompleta são:
Combustão Incompleta de Propano-GLP
2 C3H8 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 CO + 8 H2O + Calor
Algumas pessoas podem afirmar o fato de que há dióxido de carbono presente no lado do produto e, portanto, esta será uma reação de Combustão Completa. No entanto, deve-se notar que para esta reação ser uma reação de Combustão Completa, não deve haver uma única molécula de monóxido de carbono.
Um exemplo muito comum de combustão incompleta é a queima de carvão. Isso produz muita fuligem e fumaça e, portanto, causa muita degradação ambiental. É por isso que o uso de carvão está sendo tentado em uma quantidade limitada para reduzir os níveis de poluição.
Principais diferenças entre combustão completa e combustão incompleta
- A principal diferença entre as reações de Combustão Completa e Combustão Incompleta é a quantidade de oxigênio. Se a quantidade for suficiente ou mais, será uma reação completa, e se for menos do que suficiente, será uma reação incompleta.
- As reações de combustão completa são geralmente caracterizadas por uma chama azul e sem fumaça. As reações de combustão incompletas são caracterizadas por uma chama amarela fuliginosa.
- Os produtos da reação completa incluem principalmente dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). As reações incompletas produzem monóxido de carbono (CO) e água (H2O).
- Os produtos de uma reação de combustão completa são ecológicos e não causam poluição, enquanto os produtos de uma reação de combustão incompleta são os principais poluentes no mundo de hoje.
- Uma reação de combustão completa produz mais energia do que uma reação de combustão incompleta com o mesmo produto. Isso ocorre porque uma reação de combustão completa utiliza todo o produto, enquanto a combustão incompleta utiliza apenas uma parte dele.
Conclusão
As reações de combustão são uma parte essencial do nosso dia a dia e têm um papel fundamental na natureza. Ambos os tipos de reações de combustão discutidos acima são importantes para nós, embora uma reação de combustão completa possa parecer mais preferível do que reações de combustão incompleta, pois elas nos fornecem a quantidade máxima de energia possível sem qualquer poluição ambiental.
A capacidade de uma reação de combustão completa de não produzir nenhum produto ambientalmente tóxico, mas fornecer grandes quantidades de energia, encontrou seu caminho na indústria automobilística. A reação de combustão entre o hidrogênio e a água para produzir água é o principal princípio por trás dos carros a hidrogênio. A utilização ideal de combustíveis e a combustão adequada podem ajudar a salvar nosso meio ambiente.
