Questões de vestibulares e do Enem sobre a reação química de Combustão. Ler artigo Combustão.
Aumentar a eficiência na queima de combustível dos motores a combustão e reduzir suas emissões de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motores. É também o foco de uma pesquisa brasileira que envolve experimentos com plasma, o quarto estado da matéria e que está presente no processo de ignição. A interação da faísca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustível gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia que, por sua vez, faz o motor funcionar.
Disponível em: www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 22 jul. 2010 (adaptado).
No entanto, a busca da eficiência referenciada no texto apresenta como fator limitante:
o tipo de combustível, fóssil, que utilizam. Sendo um insumo não renovável, em algum momento estará esgotado
um dos princípios da termodinâmica, segundo o qual o rendimento de uma máquina térmica nunca atinge o ideal.
o funcionamento cíclico de todos os motores. A repetição contínua dos movimentos exige que parte da energia seja transferida ao próximo ciclo.
as forças de atrito inevitável entre as peças. Tais forças provocam desgastes contínuos que com o tempo levam qualquer material à fadiga e ruptura.
a temperatura em que eles trabalham. Para atingir o plasma, é necessária uma temperatura maior que a de fusão do aço com que se fazem os motores
Um dos principais símbolos dos Jogos Olímpicos é a tocha olímpica, carregada por centenas de pessoas em todo o mundo até chegar à cidade que sediará os jogos. Um fato interessante, embora pouco divulgado, é que a tocha funciona como um isqueiro, ou seja, a chama é alimentada por uma mistura de propano e butano liquefeitos que entram em combustão quando é acionada uma válvula que permite o escape dos gases. Considere uma tocha olímpica carregada com 1,32 g de propano e 1,16 g de butano fluindo a uma taxa de 40 mL/min.
Imagem disponível em: <http://www.folhavitoria.com.br/geral/noticia/2016/05/revezamento-da-tocha-olimpica-em-vitoria-podera-ser-acompanhado-em-tempo-real.html>. Acesso em: 9 set. 2016.
Sobre o assunto, é correto afirmar que:
nas condições descritas no enunciado, a proporção de propano na mistura gasosa é de 60,0%, em mol.
a combustão da mistura de propano e butano é um processo endotérmico e, portanto, a chama produzida pela tocha será mais intensa em uma cidade do polo norte durante o inverno local do que no Rio de Janeiro em um dia de verão.
a combustão completa da mistura de propano e butano, nas condições descritas no enunciado, consumirá 2,48 g de oxigênio.
nas condições descritas no enunciado, a combustão completa do propano consumirá uma quantidade maior de oxigênio do que a combustão completa do butano.
a tocha olímpica manterá sua massa total mesmo após a combustão completa dos gases, já que os produtos de combustão são sólidos e ficarão depositados no interior da tocha.
se a tocha olímpica permanecer acesa por 10 minutos, serão produzidos 400 g de produtos gasosos decorrentes da combustão.
no percurso da tocha olímpica, considerando a combustão completa e o total consumo do propano e do butano nas condições descritas no enunciado, serão produzidos 7,48 g de dióxido de carbono.
Para chegar até a piscina e tomar um banho refrescante no verão, você decide deslocar-se utilizando um automóvel, com um grupo de familiares. Dotado de motor bicombustível e de um tanque com capacidade para 42,0 L, o automóvel pode ser abastecido com etanol ou gasolina. Considere a distância a ser percorrida, que é de 45,0 km, e os dados da tabela abaixo:
Com base nestas informações, é CORRETO afirmar que:
para chegar até o local em que se encontra a piscina, seriam consumidos 5,00 litros de etanol ou 3,75 litros de gasolina.
etanol e gasolina formam misturas heterogêneas no tanque de combustível.
a massa de etanol necessária para abastecer completamente o tanque de combustível do carro é menor que a massa de gasolina necessária para o abastecimento nas mesmas condições.
os processos de combustão de etanol e de gasolina são endotérmicos.
para percorrer a distância necessária até a chegada ao local da piscina, o automóvel abastecido exclusivamente com etanol produziria, a partir da combustão completa, 117 x 103 kJ de energia.
a combustão do etanol no motor do automóvel caracteriza uma transformação química, ao passo que a vaporização da gasolina que ocorre no momento do abastecimento do automóvel e resulta no odor característico detectado em postos de combustíveis caracteriza uma transformação física.
para chegar ao local da piscina com o automóvel abastecido somente com etanol, seriam produzidos, considerando combustão completa, 2,57 m3 de CO2, com motor operando a 90 °C e com 1,00 atm de pressão.
Após produzido, o etanol pode ser utilizado para gerar energia, por exemplo, em motores a combustão. Considere a equação química (não balanceada) de combustão completa do etanol (anidro):
Informação adicional: considere a densidade do etanol anidro igual a 0,789 g/mL (25 °C).
Com base no exposto acima, é correto afirmar que:
a soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros da equação balanceada de combustão do etanol é 9.
a reação de combustão completa do etanol é um processo exotérmico.
a combustão completa de 250 mL de etanol produzirá 154 g de água.
o número de oxidação do átomo de carbono no dióxido de carbono é +2.
a combustão completa de 0,200 mol de etanol a 100 °C em uma câmara de 500 mL resultará em uma pressão interna de 24,5 atm.
A reação de combustão da gasolina, do álcool e de outros combustíveis produz gás carbônico, vapor de água, fuligem e alguns óxidos de nitrogênio, que podem intensificar, entre outros problemas, a chuva ácida. Os conversores catalíticos, usados nos automóveis, convertem óxidos de nitrogênio, incluindo o NO2, em N2 antes de lançar os efluentes gasosos na atmosfera. Uma tecnologia alternativa que vem sendo explorada, para uso nos conversores catalíticos, é o uso de ácido isociânico (H-N=C=O) que reage com NO2, conforme a equação (não balanceada):
x HNCO + y NO2 → z N2 + w CO2 + r H2O
Em relação à equação, assinale a alternativa correta.
É uma reação ácido-base, na qual o ácido isociânico é o ácido, e o dióxido de nitrogênio é a base.
A reação não é plausível, pois uma reação não pode ocorrer com o mesmo elemento em diferentes estados de oxidação.
Nessa reação, o ácido isociânico é o oxidante, e o dióxido de nitrogênio é o redutor.
O estado de oxidação do átomo de carbono é +3 no ácido isociânico e +4 no dióxido de carbono que é o responsável pela redução do dióxido de nitrogênio.
A soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros é igual a 33.
Previsões acerca da diminuição da oferta de combustíveis fósseis impulsionam o desenvolvimento de combustíveis alternativos de fácil obtenção, que liberam grande quantidade de energia por grama de material, conhecido como densidade energética, e cujos produtos contribuem para a redução do impacto ambiental.
Com relação à tabela e às informações, analise as proposições.
I. O combustível com maior densidade energética é o hidrogênio, cuja combustão libera água. II. O combustível com maior densidade energética é o propano, cuja combustão libera dióxido de carbono e água. III. O etanol tem densidade energética maior que o metano e hidrogênio, tornando-se mais vantajoso, sendo que sua queima libera dióxido de carbono e água. IV. O etanol tem a menor densidade energética, no entanto, é de grande interesse comercial e ambiental, pois é derivado de biomassa disponível no Brasil e sua combustão libera somente água. V. Somente hidrogênio e metano não são combustíveis fósseis, o que justifica a menor densidade energética destas substâncias, quando comparados aos demais combustíveis da tabela.
Assinale a alternativa correta.
Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
Somente a afirmativa I é verdadeira.
Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
Somente as afirmativas IV e V são verdadeiras.
Somente a afirmativa V é verdadeira.
Nas mesmas condições de pressão e temperatura, 50 L de gás propano (C3H8) e 250 L de ar foram colocados em um reator, ao qual foi fornecida energia apenas suficiente para iniciar a reação de combustão. Após algum tempo, não mais se observou a liberação de calor, o que indicou que a reação havia-se encerrado. Com base nessas observações experimentais, três afirmações foram feitas:
I. Se tivesse ocorrido apenas combustão incompleta, restaria propano no reator. II. Para que todo o propano reagisse, considerando a combustão completa, seriam necessários, no mínimo, 750 L de ar. III. É provável que, nessa combustão, tenha se formado fuligem.
Está correto apenas o que se afirma em:
I.
III.
I e II.
I e III.
II e III.
A preocupação com a emissão de gases poluentes no meio ambiente está muito presente na indústria automobilística. Recentemente, uma das soluções encontradas para contornar esse problema nos veículos movidos a Diesel foi o desenvolvimento do Arla 32, uma solução de ureia em água, que atua nos sistemas de exaustão, de acordo com as equações químicas abaixo:
Com base nessas informações, pode-se afirmar corretamente que a ação do Arla 32 leva a uma redução:
da emissão das espécies NOx, e não contribui para a poluição atmosférica.
completa do NO e apenas da metade do NO2 emitido, mas contribui para a poluição atmosférica.
completa do NO, mas somente reduz a emissão de NO2 depois que acabar o NO, e não contribui para a poluição atmosférica.
da emissão das espécies NOx, mas contribui para a poluição atmosférica.
Os compostos (NH4)H2PO4 e NaHCO3 são usados em extintores como agentes de combate ao fogo. Quando lançados sobre uma chama, ocorrem as seguintes transformações:
No combate a todos os tipos de incêndio, a nuvem formada de gás é importante, mas naqueles envolvendo materiais sólidos, o depósito do material oriundo da transformação do agente de combate sobre o combustível tem papel decisivo. Assim, o agente (NH4)H2PO4 pode substituir o NaHCO3 em qualquer situação, mas o contrário não é verdade. Isso permite concluir que no combate ao incêndio que envolve:
líquidos inflamáveis, os dois agentes formam uma nuvem de gás, mas com sólidos em combustão, somente o material viscoso é capaz de inibir completamente o contato combustível/comburente.
líquidos inflamáveis, os dois agentes formam uma nuvem de gás, mas com sólidos em combustão, somente o material particulado é capaz de inibir completamente o contato combustível/comburente.
materiais sólidos em combustão, os dois agentes inibem completamente o contato combustível/comburente, mas com líquidos em combustão, somente o NaHCO3 é capaz de inibir este contato.
materiais sólidos em combustão, os dois agentes inibem completamente o contato combustível/comburente, mas com líquidos em combustão, somente o (NH4)H2PO4 é capaz de inibir este contato.
Considere as seguintes reações de combustão do metano:
Combustão completa:
Combustão incompleta:
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:
0,4.
1,1.
1,7.
3,4.
4,0.