Extintores de Incêndio

 

Uma combustão é a denominação para uma reação química entre um combustível e gás oxigênio (comburente). Substâncias que reagem facilmente com o gás oxigênio (O₂) são denominadas de combustíveis. Entretanto, a elevação da temperatura faz com que praticamente qualquer substância possa reagir com o oxigênio do ar, transformando-se em um combustível.

Existem apenas duas formas de se combater uma combustão, partindo-se do princípio que não haja limitação do combustível (a substância que está queimando): a redução da temperatura e a redução de oxigênio.

No caso de se utilizar água para apagar o fogo, o princípio fundamental é o de se resfriar o combustível até uma temperatura inferior ao seu ponto de ignição, e, em um segundo princípio, reduzir-se o contato entre o oxigênio e o combustível. A utilização da água, entretanto, é recomendada apenas para combustíveis sólidos, pois quando se tem um líquido ou um gás queimando a chama pode se alastrar ao se utilizar água. Também jamais se pode adicionar água para chamas provenientes de eletricidade.

A maioria dos extintores, no entanto, não utiliza água como meio de combate ao fogo, mas o gás carbônico (CO₂) pressurizado. Nesses, a seguinte equação está presente:

Na₂CO_3(aq) + H₂SO_4(aq) →  Na₂SO_4(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g)

Um mol de carbonato de sódio reage com um mol de ácido sulfúrico, ambos no estado aquoso (diluídos em água) produzindo um mol de sulfato de sódio em água, e liberando o gás carbônico gasoso, também na proporção de um mol.

Nessa reação, o gás carbônico é expelido após a abertura do extintor devido a uma forte pressão no interior do extintor a que é submetido, uma vez que a reação está ocorrendo. Sendo mais denso do que o ar, o gás carbônico tende a descer, reduzindo assim o contato do material que está queimando com o oxigênio do ar. Alguns extintores à base de gás carbônico funcionam com este gás liquefeito, mas devem ser manipulados por profissionais, pois podem asfixiar o seu operador pela falta de oxigênio.

Uma outra classe de extintores traz substâncias sólidas como meio de combate às chamas, como é o caso do bicarbonato de sódio, conforme mostra a equação abaixo:

NaHCO_3(s) + calor → Na₂CO_3(s) + H₂O_(g) + CO_2(g)

Pode-se observar que um mol de bicarbonato de sódio no estado sólido, por ação do calor, produz um mol de carbonado de sódio sólido, um mol de água no estado gasoso e libera um mol de gás carbônico, o qual combate a chama pelo mesmo princípio já mencionado. É interessante perceber que a própria chama fornece o calor necessário à decomposição do bicarbonato e consequente liberação do gás carbônico.

Dessa forma, as substâncias de maior importância no combate às chamas são á água e o gás carbônico, razão pela qual são empregadas como princípio químico na grande maioria dos extintores.

Fonte:  http://www.infoescola.com/quimica/extintores-de-incendio/

Tópicos em Reações Químicas de Combustão

 

Uma combustão se caracteriza por um processo exotérmico no qual reagem combustível e comburente, com formação de um derivado de carbono e água. Abaixo são apresentados cinco tópicos em reações de combustão, os quais estão detalhados e sugerem complementações pontuais.

1. O gás de cozinha contém propano (C₃H₈) e, predominantemente, butano (C₄H₁₀). Escrever, para cada um deles, as equações que representam as três formas de combustão.

As formas pelas quais podemos ter um processo de combustão são: completa, semicompleta e incompleta. O que determinará cada um dos processos será a disponibilidade de oxigênio do sistema em que se dá a combustão, conforme pode se ver abaixo:

COMPLETA: há formação de gás carbônico como produto principal, ao lado da água.

CH4  +  2O₂  → CO₂  +  2H₂O

SEMICOMPLETA: há formação de monóxido de carbono como produto principal, ao lado da água.

CH4  +  3/2O₂  → CO  +  2H₂O

INCOMPLETA: há formação de carbono (carvão) como produto principal, ao lado da água.

CH₄  +  O₂  → C  +  H₂O

Dessa forma, uma combustão completa requer sempre uma maior disponibilidade de oxigênio, sendo que a carência deste reagente acarretará uma combustão semicompleta ou incompleta.

2. O que pode ser entendido por:

• a) combustão: é o processo químico no qual um reagente derivado de carbono (combustível) reage com oxigênio, com formação de um derivado de carbono e água.
• b) combustível: é uma substância que facilmente reage quimicamente com o oxigênio, com liberação de energia.
• c) comburente: é o oxigênio gasoso, imprescindível pra qualquer combustão.

3. É comum encontrarmos, dentro de túneis muito longos, placas com dizeres do tipo: “Desligue o motor em caso de congestionamento”. Justificar a preocupação.

Essa preocupação se deve em sentido da possibilidade de ocorrência de uma combustão semicompleta, pois o monóxido de carbono gerado é altamente tóxico ao organismo.

4. No interior da chaminé de uma lareira ou de uma churrasqueira encontramos um revestimento preto que suja os dedos e a roupa.

a) Qual a composição química dessa sujeira?

Essa sujeira é composta de carvão, resultado da combustão incompleta.

b) Como se forma?

Se forma a partir da reação entre o combustível e o comburente, em limitada presença deste.

5. Como se sabe, uma transformação física não altera a composição da matéria, mas em uma transformação química sim. Classificar os processos em físicos ou químicos:

• a) fracionamento do petróleo: físico.
• b) craqueamento catalítico: físico.
• c) obtenção do plástico a partir do petróleo: químico.
• d) combustão de um hidrocarboneto: químico, sendo que toda combustão é de natureza física.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/topicos-em-reacoes-quimicas-de-combustao/

O Fósforo

 

A descoberta do fósforo
O palito de fósforo foi inventado no século XIX, porém a história do palito que mudou a forma de se fazer fogo se iniciou bem antes, em 1669, com a descoberta do fósforo (elemento químico P).
O alemão Hennig Brand, em suas tentativas de transformar metais em ouro, descobriu acidentalmente o elemento ao estudar amostras de urina. O material que obteve brilhava e, por essa razão, Brand batizou a substância de Phosphoros, que quer dizer “aquele que traz a luz, que ilumina”.
Em 1680, o britânico cientista Robert Boyle, um dos mentores e fundadores da química atual, observou que uma chama era gerada ao gerar atrito entre um pedaço de papel com fósforo em um pedaço de madeira coberto com enxofre.
Boyle acreditava que o fogo não era provocado apenas pela atrito, mas por algo próprio àquelas substâncias. E estava certo, tinha descoberto o princípio que levaria à invenção do fósforo.
Depois da descoberta, vários aparatos químicos para gerar fogo foram desenvolvidos na Europa. Alguns usavam a descoberta de Boyle, outros, hidrogênio, porém eram todos complicados e arriscados. Em 1805, um químico francês chamado K. Chancel criou um palito coberto de clorato de potássio e açúcar. Mas, como era preciso encharcá-lo em ácido sulfúrico para que queimasse, ele não fez muita fama.
Em 1827, o farmacêutico inglês John Walker descobriu que se combinasse, na ponta de um palito, sulfeto de antimônio, clorato de potássio, cola e amido, ele poderia ser aceso por atrito em qualquer superfície arida. Walker chamou os seus palitos de congreves, numa citação aos foguetes bélicos inventados por William Congreve em 1808.
Apesar do apoio de amigos, Walker decidiu não patentear sua invenção, registro que dá direitos exclusivos ao criador, pois desejava que ela fosse um bem público. Por isso, muitas pessoas a replicaram, inclusive Samuel Jones, que começou a vender os palitos com o nome de Lucifers (um dos nomes dados ao diabo).
Embora cheirasse mau e fossem perigosos (eram explosivos e às vezes acendiam sozinhos dentro da própria embalagem), os Lucifers ficaram muito famosos entre fumantes. Para evitar acidentes, os primeiros palitos eram carregados em estojos de metais ou de porcelana. Os mais finos eram feitos de ouro e prata e eram trabalhados como uma jóia.

Fonte: http://www.vocesabia.net/ciencia/o-fosforo/

Diesel

 

Diz-se do diesel, hidrocarboneto originário da destilação fracionada do petróleo bruto, ou motor de combustão interna de alta taxa de compressão que provoca a auto-inflamação do combustível.

Diesel é um óleo pesado com resíduos de enxofre, nitrogênio e oxigênio e de boa qualidade de auto-ignição utilizado nos motores de combustão.

Um bom óleo lubrificante deve ser viscoso para que a película de óleo não seja rasgada pelas elevadas pressões dos mancais e o forte atrito, pois então metal se chocará contra metal.

O óleo precisa, portanto, manter separadas sob quaisquer circunstâncias as superfícies metálicas, ainda que seja extremamente forte o calor ou elevada a pressão.

Sendo, no entanto, bastante viscoso, por outro lado oferece uma forte resistência ao movimento, consome muita energia e fica muito quente. Óleo demasiadamente viscoso pode mesmo reduzir a potência do motor!

A viscosidade também depende, e muito, da temperatura do óleo. Um óleo que a 0 °C está quase rígido, pode a 80 °C ser bastante fluido. Deve-se, no entanto, considerar que no motor nem a carga dos mancais, nem a dos êmbolos, nem da superfície de deslizamento dos êmbolos é de alguma forma regular. Ao contrário, ela se altera com incrível rapidez, assemelhando-se antes às batidas dum malho, com simultâneo atrito, do que à aparição duma pressão simples por mais elevada que seja. As forças de ruptura que atacam a película de óleo são, portanto, particularmente, cortantes. Se daí o óleo durante o funcionamento se tornar demasiadamente fluído, então suas moléculas perdem demais em coesão, aquela força com a qual elas se mantêm unidas, seguindo-se infalivelmente um choque de metal contra metal através da película de óleo.

Óleos Premium e HD

Recentemente o mundo motorizado tem andado alvoroçado com os óleos Premium e HD provenientes dos Estados Unidos. Trata-se ai de óleos lubrificantes de boa qualidade, os quais foram bem e cuidadosamente refinados, recebendo, além disso, um pequeno ingrediente chamado “aditivo”. Este aditivo é dum efeito extraordinariamente forte. Já antigamente melhorou-se por meio de pequenos aditivos o ponto de solidificação e a capacidade de bombear (seu comportamento a frio, portanto) dos óleos e seu índice de viscosidade (seu comportamento ao calor). Os novos aditivos possuem, além disso, ainda outros efeitos dignos de nota.

O fenômeno mais extraordinário neles é que limpam o motor, não permitindo que lama, carvão de óleos, água separada, etc., se assentem, levando-os consigo, mobilizando-os mesmo nos lugares onde já se haviam assentado. Por isso precisa-se, quando da passagem para os novos óleos num motor velho, limpar ou substituir o filtro, para que não seja mobilizada sujeira antiga do filtro. Além disso, precisa-se contar nos motores velhos, que muita sujeira antiga é revolvida e levada pelos óleos novos. O resultado do motor mais limpo é naturalmente muito desejado. Este novo efeito evidencia-se com particular intensidade nos motores a dois tempos. Mas também para a extraordinariamente difícil lubrificação dos motores Diesel estas novas possibilidades são muito interessantes.

Além disso, os óleos HD formam sobre os mancais uma fina camada protetora contra a ação corrosiva, neutralizando ácidos existentes ou em formação. Eles reforçam também a película de óleo sobre as superfícies dos mancais e trilha do cilindro, de sorte que ela não possa ser tão facilmente rompida.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/diesel/

Termoquímica

Uma reação química é aquela em que uma ou mais substâncias reagem (sendo, portanto, chamadas de reagentes) para produzir uma ou mais novas substâncias (chamadas de produtos). Isto pode ocorrer com liberação ou absorção de energia térmica.

A Termoquímica estuda essas liberações ou absorções de energia que ocorrem nas reações químicas.







Fonte:http://guiadoestudante.abril.com.br/estudar/quimica/termoquimica-677397.shtml

Curiosidades de Química Processos de Combustão de uma Vela

Processos de combustão:

1. Derretimento do combustível.

2. Transporte do combustível pela ação capilar da torcida.

3. Conversão do combustível líquido em gás.

4. Decomposição térmica (pirólise) do combustível.

5. Oxidação dos produtos da pirólise.

Partículas sólidas de carbono, fuligem, a forma em cerca de 1.000 ° C. Estes são excelentes radiadores negro das cores no espectro amarelo para vermelho. A cor amarela típica de uma chama de vela ou madeira queimada é, portanto, produzido principalmente pela fuligem quente. A mistura do combustível e do O 2 é a parte mais lenta do processo de combustão e, portanto, a taxa etapa determinante.

Fonte: http://quimicaensinada.blogspot.com.br/2011/12/processos-de-combustao-de-uma-vela.html