Chama-se combustão a todo o tipo de reação química exotérmica (que gera calor), relativamente rápida e que se desenvolve em fases gasosas ou heterogêneas (líquido-gás ou sólido-gás), tanto de forma controlada (como nos motores de combustão interna) como descontrolada (em caso de explosão). Por exemplo: uma fogueira, fogos de artifício, um fogão a gás.
Ainda, as aproximações tradicionais (a teoria clássica) entendem a combustão como um processo de oxidação rápida de combustíveis, formados principalmente por hidrogênio, carbono e por vezes enxofre, que ocorre na presença de oxigênio e liberta grandes quantidades de energia térmica.
Além disso, essas reações geram frequentemente produtos como o dióxido de carbono (CO2) e o vapor de água, entre outros resíduos sólidos do processo, dependendo da natureza do combustível (a substância consumida) e do comburente (a substância que provoca a reação) envolvidos.
O fogo, por exemplo, é um produto que emite calor e luz da oxidação violenta da matéria combustível.
- Veja também: Combustíveis na vida diária
Fases da combustão
Todo processo de combustão é, na verdade, um conjunto de reações rápidas e simultâneas, geralmente tomadas como uma só. Este processo inclui as seguintes etapas ou fases:
- Um primeiro estágio ou pré-reação. Os hidrocarbonetos do combustível se decompõem e reagem com o oxigênio presente no ar, formando assim radicais, isto é, compostos muito instáveis molecularmente. Isto inicia uma reação em cadeia de aparecimento e desaparecimento de compostos, que tende a criar mais do que destrói.
- Segunda etapa ou oxidação. Aqui é gerada a maior parte da energia calórica, quando o oxigênio reage com os radicais e inicia um processo de deslocamento de elétrons. A acumulação anterior de radicais leva a uma reação massiva e violenta conhecida como explosão.
- Terceira etapa. Completa-se a oxidação dos radicais e se conformam as moléculas dos gases que serão liberados na combustão.
Tipos de combustão
Distinguem-se geralmente três tipos diferentes de combustão:
- Combustão completa. É uma reação em que se oxidam completamente os materiais combustíveis, produzindo compostos oxigenados como dióxido de carbono, dióxido de enxofre ou vapor de água.
- Estequiométrica. É uma combustão completa ideal, que emprega as quantidades justas de ar para sua reação e que, portanto, ocorre geralmente no ambiente controlado de um laboratório.
- Combustão incompleta. Aparecem compostos médios oxidados (inqueimados) nos gases de combustão, tais como monóxido de carbono (CO), hidrogênio, partículas de carbono, etc.
Exemplos de combustão
- Uma fogueira. Um exemplo típico é a fogueira, que acompanhou o homem ao longo dos séculos. Trata-se de várias matérias orgânicas (geralmente lenha, folhas secas, papel, etc.) juntadas para concentrar o calor e manter viva a reação, em contato com o oxigênio e em presença inicial de calor (uma faísca produzida com um fósforo, por exemplo).
- Um fósforo. O caso mais emblemático de combustão é o do fósforo de segurança (fósforos, etc.), que consiste em um palito de madeira ou de papel encerado, com uma cabeça de cloreto de potássio e enxofre que, quando raspada contra uma superfície áspera composta por fósforo vermelho e outros compostos, é aquecida pelo atrito e inicia uma combustão que gera uma chama.
- Um fogão a gás. Os fogões domésticos funcionam com base na combustão de um gás inflamável, geralmente uma mistura de propano (C3H8) e butano (C4H10), extraído de uma tubagem ou de uma botija e posto em contato com o ar e com uma carga inicial de energia calórica (como a chama do piloto).
- Bases fortes e matéria orgânica. As bases fortes (como a soda cáustica, a potassa cáustica e outros agentes corrosivos de pH extremo básico) podem provocar uma reação de oxidação drástica ao entrar em contato com a matéria orgânica, que pode arder por contato e até provocar incêndios, já que esta reação é muito exotérmica.
- Os fogos-fátuos. Conhecidos com este nome desde a Antiguidade e associados a espíritos e outras manifestações sobrenaturais, estas chamas espontâneas que ocorrem em pântanos de abundante matéria orgânica em decomposição (e portanto muitos gases hidrocarbonetos) são um exemplo de combustão na natureza.
- Os fogos de artifício. São desdobramentos de cor, som e luz que consistem em pequenas detonações e combustão de pólvora e outros elementos contidos em um cartucho cilíndrico. Quando o rastilho se acende, o fogo eventualmente introduz a carga de calor necessária para iniciar a combustão e esta para detonar a pólvora em uma reação em cadeia.
- O tiro de um revólver. As armas de fogo operam com base na introdução de uma faísca de calor, produto do golpe de um pequeno martelo sobre o metal traseiro da bala, que inicia a combustão e a subsequente explosão da pólvora contida na munição. Esta reação é tão violenta que gera a força necessária para lançar o chumbo para frente com muita força.
- Um motor de combustão interna. Os motores dos automóveis, lanchas e outros veículos que funcionam com combustíveis fósseis (gasóleo, gasolina, querosene) são um exemplo cotidiano de combustões controladas. Estas combustões consomem os hidrocarbonetos do combustível e geram explosões controladas que são transformadas em movimento, assim como gases que são liberados à atmosfera.
- Os incêndios florestais. Assim como as fogueiras ou os fornos à lenha, os incêndios florestais são combustões descontroladas que se transmitem ao longo de hectares de árvores, folhas e matéria orgânica inflamável, a menos que se faça algo para detê-las. Em muitos casos são fruto da injeção de calor, produto da ação do sol intensificada pelo vidro de alguma garrafa abandonada, que literalmente inicia a faísca do incêndio.
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