Petróleo de Alta Densidade

 

 O petróleo é uma substância oleosa, com cheiro característico e de cor variando entre o negro e o castanho escuro. O Petróleo comum já é um líquido viscoso, mas em se tratando de alta densidade, temos o chamado Petróleo extrapesado.
O Brasil se destacou pela primeira produção de petróleo extrapesado em campos marítimos no mundo. Entre as jazidas com alta concentração deste combustível fóssil, a que mais se destaca é a Bacia de Siri, localizada no campo de Badejo, no litoral do Rio de Janeiro. Os poços de extração se localizam a 95 metros de profundidade e a 80 quilômetros da costa, e tem a capacidade de extrair 15 mil barris por dia.
O petróleo extrapesado, também conhecido como ultraviscoso, tem a densidade duzentas vezes comparada à da água.
Sendo este óleo tão viscoso, como é possível extraí-lo do interior da jazida?
Como já foi dito, a Jazida se localiza a 95 metros de profundidade, neste caso são usadas as bombas de sucção especial, mais potentes que as usadas para extrair o petróleo comum (menos denso).
A utilização do petróleo de alta densidade é mais restrita, sendo destinada à produção de cimento asfáltico e combustível naval. 

Fonte:http://www.mundoeducacao.com/quimica/petroleo-alta-densidade.htm

Hidrogênio: Energia Alternativa do Futuro?

A possibilidade de uso do hidrogênio como combustível é promissora, mas ainda não resolve o problema de substituir o petróleo como fonte de energia. Você já deve ter ouvido algumas vezes, nos últimos anos, que o hidrogênio é tido como o "combustível do futuro", ou até o termo "economia do hidrogênio", isto é, uma cadeia energética baseada em H₂ e não em petróleo. Mas por que o hidrogênio?

A principal razão é que a queima de hidrogênio libera muita energia (242kJ/mol, ou 121kJ/g) e tem como subproduto a água:

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É difícil imaginar algo mais distante de um poluente do que a água. Nessa reação, o subproduto poderia, em princípio, ser descartado sem maiores preocupações!

Queima de hidrogênio

A queima de hidrogênio (H₂) pode ser feita de forma idêntica à de outros combustíveis, como GLP (gás liquefeito de petróleo) ou gás natural. A chama da queima do hidrogênio chega a 2.400^oC, um pouco mais do que se obtém na queima de gás natural ou gasolina. Ele também pode ser usado em pilhas de combustível. É abundante - na verdade, é o elemento mais abundante no universo, embora na Terra não chegue a 0,88% em peso.

Ainda assim, o hidrogênio representa o terceiro elemento em número de átomos, com 15,4%. Pode ser obtido da própria água, que é abundante, e um quilo de água seria capaz de fornecer 111g de hidrogênio gasoso, o que dá por combustão a mesma energia que 0,4 litro de gasolina ou 0,63 litro de álcool anidro. Tudo somado, esse parece ser um excelente negócio!

Fontes e vetores energéticos

Mas o hidrogênio seria obtido de onde? Repare que esse elemento praticamente não existe livre na natureza, de forma que o gás hidrogênio é antes um vetor energético do que uma fonte. O petróleo também é um vetor - isto é, um material no qual se acumulou outro tipo de energia, nesse caso a solar.

No petróleo, a energia foi armazenada, através da fotossíntese, em biomoléculas que resultaram, após milênios comprimidas sob pesadas camadas de rochas, em uma mistura de hidrocarbonetos. Aliás, se traçarmos a origem da energia da maioria das "fontes", incluindo carvão, gás natural e até a energia hidrelétrica, vamos encontrar o Sol.

Voltando ao hidrogênio, podemos então continuar a chamá-lo de fonte de energia, lembrando, porém, que permanece a pergunta: como obtê-lo? E, aliás, porque é que o hidrogênio da natureza não serve como fonte de energia?

H⁺ não serve...

Ocorre que o hidrogênio da natureza está virtualmente todo na forma H⁺, que tem o mesmo valor, como combustível, que ferrugem ou cinza de papel, isto é, nenhum...

Dizemos que o hidrogênio está na forma oxidada e, como a água, já é um produto da oxidação do hidrogênio. Reagentes que tenham H⁺¹ não servem. Você pode se perguntar: "Mas e os combustíveis como o álcool (C₂H₆O) e os hidrocarbonetos, não têm todos H⁺¹? Como assim, não servem?" Acontece que nesses combustíveis quem está na forma reduzida e pode liberar energia na oxidação é o carbono. O hidrogênio é só um acompanhante...

Portanto, na base de uma economia do hidrogênio está a obtenção desse elemento em formas reduzidas (0 ou até -1), essas sim capazes de fornecer energia através de reações como a combustão. E para obter esse H₂ é necessário "investir" energia de outro tipo, por exemplo, a elétrica.

Considerando perdas de energia no processo, a reação a seguir, a eletrólise, consome mais de 16MJ (megajoules) por quilograma de água:

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Para comparação da quantidade de energia armazenada, considere que um chuveiro elétrico de 5kW gastaria essa mesma energia em 8 horas!

O futuro do hidrogênio

Podemos concluir que o H₂ é promissor, mas não resolve o problema de uma fonte "real" de energia. E essa é só metade da história, porque ainda há a questão de como armazenar e transportar essa substância de forma segura. O H₂ é um gás que só pode ser liquefeito a temperaturas baixas e pressões relativamente altas, além de ser facilmente inflamável.

Como se vê, ainda há muitos problemas interessantes a resolver. Alguém se habilita?

Fonte:  http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/hidrogenio-energia-alternativa-do-futuro.htm

Tudo Se Transforma #13: Combustíveis - Petróleo

Enriquecimento de Urânio

 

Sabemos que o elemento urânio  é encontrado na natureza na forma combinada. O isótopo mais abundante de urânio (²³⁸U) não possui um grande poder de fissão. Mas sabemos que o isótopo de urânio (²³⁵U) possui um grande poder de sofre fissão nuclear. A probabilidade deste isótopo do urânio sofrer fissão nuclear é da ordem de mil vezes maior que qualquer outro elemento. A matéria prima para a fabricação de combustível nuclear nos reatores nucleares é o UO₂, este óxido é muito pobre em urânio físsil (²³⁵U), isto é que pode sofre fissão nuclear. Aproximadamente 0,7% dos átomos de urânio presente neste oxido são urânio físsil, sendo assim necessário o enriquecimento de urânio, ou seja, a separação do urânio físsil do urânio não físsil. Dentre os processos de enriquecimento de urânio apenas dois processos se destacam industrialmente, sendo a difusão gasosa e a ultracentrifugação.

O processo de difusão gasosa consiste em comprimir o hexafluoreto de urânio (UF₆) através de membranas porosas, associadas em série a fim de separar o ²³⁵U do ²³⁸U. No processo de ultracetrifugação, a separação é feita através da força centrifuga.

Para as usinas, o porcentual de enriquecimento é de 3% a 5%. Para mover submarinos, por exemplo, precisa-se de Urânio enriquecido a 20%. Com 95% de concentração de U-235 produz-se uma bomba atômica.

Fissão do núcleo de urânio – ²³⁵U, gerando dois novos núcleos, dois nêutrons livres e grande quantidade de energia.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/enriquecimento-de-uranio/

Coque

 

Chama-se coque o material carbonáceo sólido obtido a partir da destilação do carvão mineral em fornos, na ausência de ar, em tempo estabelecido, e de baixo teor de enxofre e cinzas. A coqueificação do carvão mineral permitiu a ampliação e o aperfeiçoamento da fabricação de ferro, o que constituiu num avanço enorme para a siderurgia, e em uma instância maior, boa parte da Revolução Industrial.

A indústria depende em larga escala do coque, que representa uma grande parcela do custo final do ferro. O carvão mineral para siderurgia a coque é denominado carvão coqueificável, que forma uma massa sólida ao ser aquecido. Utilizado na redução do minério de ferro a ferro metálico, este combina com o oxigênio, na presença de calcário, criando dióxido de carbono, ferro e escória.

O equipamento onde o processo de redução do ferro ocorre é chamado de alto-forno, onde há a separação do ferro de seu minério. Esta separação se dá por meio da redução química que envolve a separação de um metal de seu óxido, através de um agente redutor. O agente redutor utilizado na siderurgia é o coque.

Até o final do século XVII, o único combustível disponível era o carvão vegetal, que estava ficando cada vez mais difícil de se encontrar, ameaçando assim, o progresso da indústria metalúrgica. A Inglaterra, lar da indústria siderúrgica nascente, foi obrigada a recorrer à importação de madeira para substituir o carvão, o que não impediu a escassez de combustível. O carvão mineral não era uma opção viável, pois ele contém enxofre, o que torna o ferro quebradiço quando aquecido.

O problema foi resolvido com a ideia de queimar o carvão mineral em locais abertos, do mesmo modo como se fazia com a lenha na produção de carvão vegetal. Ao ser aquecido lentamente, sem queimar, o material liberava enxofre, além de outros gases voláteis. Tal método ficou conhecido como coqueificação, e logo foi adotado na produção do ferro.

Em pouco tempo, o coque serviu para produzir o ferro utilizado em potes, grelhas, canos, pilões, e vários outros objetos. Em pouco tempo, a pequena indústria de Darby produzia cilindros para o motor de Newcomen (invento frequentemente apontado como deflagrador da revolução industrial), e que era utilizado em exploração de minas, numa profundidade maior que aquela alcançada pelas bombas da época. Tal combinação permitiu que o carvão se tornasse o combustível industrial de maior importância.

A aceitação geral do coque pela indústria ocorreu com a descoberta de que a refundição do ferro produzido com coque em um forno reverberatório (onde o aquecimento é feito por meio das radiações refletidas das paredes do forno), era possível obter ferro mais puro e homogêneo. Como exemplo, os canhões ingleses fabricados com tal ferro não explodiam quando disparados, coisa que não ocorria com os canhões franceses em vários casos. Com o desenvolvimento do motor duplo de Watt em 1782, o problema da energia empregada para acionar os equipamentos industriais é solucionada, e a indústria siderúrgica terá grande importância no desenvolvimento industrial dos séculos seguintes.

Fonte:  http://www.infoescola.com/combustiveis/coque/

Álcool Combustível

 

Um dos principais temas de discussão no mundo moderno é o papel da energia na sobrevivência e no desenvolvimento da civilização humana, e o risco de destruição do ambiente por uso indiscriminado de energia. A energia pode ser gerada em usinas atômicas e usinas hidroelétricas, mas boa parte da energia utilizada hoje provém da queima de combustíveis, que são compostos orgânicos; por isso a preocupação com os problemas de energia faz parte obrigatoriamente da consciência dos químicos orgânicos. Sabemos que os combustíveis fósseis  (gasolina, gás natural) são importantes fontes de energia e matéria-prima para a manutenção da vida e da civilização. No entanto, eles não são recursos renováveis, isto é, estará esgotado em um futuro próximo, motivo de preocupação e de decisões. No futuro, contaremos com a energia obtida da fissão nuclear – igualmente não-renovável – e a energia de recursos renováveis, que podem ser substituídos periodicamente pelo crescimento sazonal das plantas.
O conceito de energia renovável provém das seguintes considerações: sem a influência do ser humano, a Terra recebe energia exclusivamente do Sol e perde energia para o espaço em um processo equilibrado que mantém a temperatura média constante; parte da energia recebida do Sol é utilizada pelas plantas para transformar CO2 e H2O em compostos orgânicos, que são utilizados pelos animais para gerar novamente energia CO2, mantendo constante também a concentração de CO2 na atmosfera; outra parte é utilizada para transformar água em vapor ou para movimentar o ar, sendo depois convertida em calor nas chuvas, ventos, cachoeiras, etc. A energia produzida por usinas hidroelétricas, portanto, não deve alterar a temperatura média da Terra, pois ela seria mesmo transformada em calor de uma forma ou de outra, e é renovável porque a água sempre reinicia o seu ciclo de evaporar e condensar, retornando ás cachoeiras; da mesma forma, a energia produzida por combustíveis como o etanol  (proveniente da fermentação do caldo de cana) também não é uma energia adicionada ao ambiente, pois seria transformada em calor de qualquer madeira; e é renovável porque pode-se plantar mais cana para absorver a energia solar e produzir mais etanol.
Da cana-de-açúcar, recurso renovável, é obtido um dos combustíveis utilizados no Brasil: o álcool etílico ou etanol (C2H5OH). Outros vegetais ricos em açúcar, como beterraba e frutas, em amido, como mandioca, arroz e milho, e em celulose, como madeira – principalmente dos eucaliptos -, também podem ser utilizados para produzir etanol.
Frota verde tenta reviver o Proálcool
O pontapé para a reativação do Proálcool foi dado pelo governo, por meio da Lei nº 9.660. Entre outros pontos ela instituiu a “frota verde“, obrigando a troca de toda a frota Federal por modelos a álcool num prazo de cinco anos. As exceções são carros de combate e de transporte de tropas do Exército. Veículos adquiridos com incentivos fiscais também terão de ser movidos com o combustível (como táxis), e grupos de consórcio destinados à aquisição de veículos a álcool terão prazo de duração maior.
Combustão
Os alcoóis, em excesso de oxigênio, queimam (combustão completa), produzindo CO2 e H2O. A combustão do álcool limpo contribui para a redução do efeito estufa e diminui substancialmente a poluição do ar, já que é menos poluente que os combustíveis fósseis (como gasolina, carvão e diesel), minimizando os seus impactos na saúde pública.
H3C─CH2─OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O ∆H = – 1.368 kJ/mol

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/alcool-combustivel/

Querosene

O querosene é um líquido fino e claro formado a partir de hidrocarbonetos. Obtém-se querosene por meio da destilação fracionada  do petróleo entre 150 ° C e 275 ° C, resultando em uma mistura de cadeias de carbono contendo em torno de 12 a 15 átomos de carbono. Sua utilização é indispensável em aeronaves de propulsão a jato, sendo também comumente utilizado como combustível de aquecimento. O calor de combustão do querosene é semelhante ao do diesel: o seu poder calorífico mínimo gira em torno de 18.500 Btu / lb, ou 43,1 MJ / kg, enquanto que o seu poder calorífico máximo corresponde a 46.2MJ/kg.

O elemento foi primeiramente descrito pelo físico, químico, alquimista, filósofo persa al-Razi (Rhazes) como destilado de petróleo, em Bagdá no século IX. Em seu "Kitab al-Asrar" (Livro dos Segredos), ele descreveu dois métodos para a produção de querosene. Um método envolvia a utilização de argila como um absorvente, enquanto o outro método envolvia o uso de cloreto de amónio (sal amoníaco).

Em 1846, obtém-se o querosene refinado a partir de uma substância asfáltica que ocorre naturalmente, denominada "albertite", pelo geólogo canadense Abraham Gesner, que, durante tal processo de descoberta torna-se fundador da moderna indústria do petróleo. Gesner passou a organizar sua Companhia, a "Querosene Gaslight" de modo a promover a utilização do querosene em todo o mundo, em 1850, principalmente como combustível utilizado nos postes de iluminação pública, inclusive retendo a patente da utilização do nome "querosene" em seus produtos.

Em 1851, em Bathgate, o químico escocês James Young constrói a primeira fábrica comercial de petróleo de funcionamento prático em todo o mundo, usando óleo derivado de torbanite, xisto e carvão betuminoso extraídos das minas próximas. Em 1856, o químico polonês Ignacy Lukasiewicz descobriu um processo de refino de querosene por meio da turfa, de custo reconhecidamente menor. A disponibilidade generalizada de querosene mais barato foi o fator principal da decadência vertiginosa da indústria baleeira, em meados do século XIX, pois o óleo de baleia acabou por ser rapidamente substituído como o principal produto combustível dos postes de iluminação pública das cidades.

Mais tarde, em 1880, o substituto do óleo de baleia foi considerado "explosivo, como pólvora". Em 39% dos incêndios da cidade de Nova Iorque foram causados por lâmpadas de querosene com defeito. Com o surgimento da lâmpada elétrica e lanternas alimentado por baterias de células secas, o querosene torna-se obsoleto em seu principal uso.

Seu emprego como um combustível para cozinhar é restrito a apenas alguns fogões portáteis para camping e também para aparelhos vendidos em países menos desenvolvidos, onde geralmente é menos refinado e contém impurezas e até mesmo presença de resíduos.

Às vezes é usado como uma fonte de calor durante as falhas de energia, sendo vendido em alguns países em postos de abastecimento. O uso de aquecedores de querosene portáteis não é recomendado para áreas internas fechadas, sem chaminé, devido ao perigo de acumulação do monóxido de carbono presente na composição do gás.

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

Estado Físico dos Combustíveis

Combustível se define como qualquer corpo cuja combinação química com outro seja exotérmica. Tendo por base o seu estado físico, eles podem classificar-se em sólidos, líquidos e gasosos.
Combustíveis Sólidos
Podem ter em sua composição C, H₂ , O₂ , S (carbono, hidrogênio, oxigênio, enxofre), sendo que todos estes elementos sofrem combustão facilmente. Entre os combustíveis sólidos temos a lenha, serragem, bagaço de cana, etc, os quais são empregados em indústrias para manter o funcionamento de máquinas.
O grande inconveniente desse tipo de combustível é a erosão que ele provoca nos pistões, válvulas, cilindros, etc. Isto acontece porque os produtos da combustão contêm partes muito duras, que ao se depositarem nestes locais causam estragos.
Combustíveis Líquidos

Podem ser encontrados na forma mineral ou não mineral. Os combustíveis líquidos minerais são obtidos pela refinação do petróleo, destilação do xisto betuminoso ou hidrogenação do carvão. Os mais usados são a gasolina de fórmula molecular C₈H₁₈ e o óleo diesel (C₈H₁₇).
Os combustíveis líquidos não minerais são os álcoois e os óleos vegetais. Entre os álcoois, temos o álcool metílico e o etílico, enquanto que os óleos vegetais são formados de C, H₂, O₂ e N₂.
Combustíveis Gasosos
Além de terem um baixo custo, porque geralmente são gases obtidos como subprodutos, são combustíveis mais homogêneos porque se misturam melhor com o ar. Esta característica contribui para uma melhor distribuição nos cilindros, aumentando o rendimento do motor e também facilitando a partida a frio.
O Gás natural é um combustível gasoso encontrado em locais arenosos que contêm petróleo, este fica armazenado nas profundidades do subsolo. Os principais gases naturais são: Metano (CH₄), Etano (C₂H₆), Dióxido de carbono (CO₂), Nitrogênio (N₂).
Através da refinaria de petróleo é possível obter os GLP (Gases Liquefeitos de Petróleo), gases naturais e subprodutos da destilação: Propano (C₃H₈) e Butano (C₄H₁₀). 

Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/estado-fisico-dos-combustiveis.htm

Octanitrocubano

 

As características imprescindíveis a todo bom combustível é sua capacidade de decompor-se em um curto intervalo de tempo, em um processo exotérmico, isto é, que irá liberar enorme quantidade de energia. Neste aspecto, um dos mais famosos explosivos é nitroglicerina. Particularmente associada ao poder de detonação da nitroglicerina está a sua alta velocidade de decomposição. Assim, esta rápida decomposição irá liberar uma grande quantidade (volume) de gases em um tempo muito curto, o que acarretará em uma onda de choque supersônica. Apenas 800 gramas desse composto poderão produzir mais de 800 litros de gases após a detonação.

A maioria dos compostos apresenta em sua estrutura um ou mais átomos de nitrogênio, uma vez que sua molécula, quando submetida às condições adequadas, irá liberá-lo, na forma de nitrogênio gasoso, liberando assim grande quantidade de energia no balanço entre a quebra da ligação entre o nitrogênio e a molécula original e a formação da ligação tripla entre os átomos de nitrogênio existentes na molécula de gás nitrogênio (N₂).

No caso da nitroglicerina, estão presentes os grupos nítricos -NO₂, os quais tornam a molécula altamente instável e exotérmica, uma vez que a sua decomposição irá produzir moléculas de gás nitrogênio, muito mais estáveis do que as originais.  Dessa forma, uma marca importante de um explosivo é a presença de nitrogênio, sobretudo na forma (-NO₂) em sua molécula.

Uma molécula já sintetizada, mas muito intrigante, é o cubano, mostrada na Figura 1. Sua fórmula molecular é C₈H₈; trata-se de um hidrocarboneto cúbico com ângulos de ligação tensionados de 90^o, os quais estão consideravelmente distantes daqueles para carbonos de hibridização sp³ (que apenas realizam ligações simples). Embora fora dos padrões teóricos, a molécula de cubano já foi sintetizada, apesar de apresentar grande instabilidade. Inclusive esta molécula é hoje comercializada por um alto valor.

As ligações tensionadas existentes na molécula de cubano apresentam-se como altamente energéticas, o que confere instabilidade à sua estrutura. O que se poderia imaginar ao nitrar-se a molécula? Por exemplo, até chegarmos a uma molécula de octanitrocubano? Esta molécula, um cubano nitrado em todos os seus átomos de carbono, possuiria a instabilidade inerente aos compostos de nitrogênio, além daquela oriunda do anel tensionado. Poderia ser então considerado o mais instável explosivo do mercado, e por isso mais energético. Talvez seja apenas uma questão de tempo, pois moléculas com maior número de carbonos tensionados já foram sintetizadas, e essa prática se torna cada vez mais comum nos meios acadêmicos.

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

Biocombustível de CO2 Atmosférico

 

Seria possível utilizar o CO2 atmosférico para a produção de biocombustível? Segundo pesquisadores da Universidades da Geórgia e da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, será possível utilizar o gás carbônico estocado na atmosfera para a produção de energia.

Considerando pesquisas recentes realizadas pela NOC no Reino Unido, a respeito da acumulação do CO2 na atmosfera, os cientistas haviam reconstruído a relação entre a concentração atmosférica de CO2 e o nível do mar do últimos 40 milhões de anos. Os estudos demonstraram que as concentração desse gás na atmosfera são semelhantes a de um ambiente cujo o nível do mar teria metros acima do nível atual. Estima-se que a concentração atual de CO2 esteja em quase 400 partes por milhão.

Num estudo publicado no periódico científico Proceedings of the National Academy of Sciences, os cientistas estariam mais próximos de reaproveitar o dióxido de carbono acumulado na atmosfera para a produção de biocombustível, o que ajudaria a diminuir os impactos das mudanças climáticas fornecendo uma nova fonte de energia. Inicialmente, os cientistas norte-americanos das Universidades da Geórgia e da Carolina do Norte, trabalham com a bactéria “Pyrococcus furiosus” no processo de reversão e reaproveitamento do CO2 atmosférico.

Em declaração oficial realizada por um dos pesquisadores responsáveis, o coautor da pesquisa e representante da Universidade da Geórgia, Michael Adams, afirmou:

“Basicamente, o que fizemos foi trabalhar um microorganismo que faz com o dióxido de carbono exatamente o que as plantas fazem , absorver e gerar algo útil (...). O que essa descoberta significa é que nós podemos remover as plantas de seu papel de intermediárias. Podemos pegar diretamente o CO2 da atmosfera e transformá-lo em produtos úteis, como combustíveis e químicos, sem ter que passar por todo o processo ineficiente de cultivar plantas para depois extrair os açúcares de sua biomassa.”

A bactéria Pyrococcus furiosus é um tipo de microorganismo encontrado em águas aquecidas do oceano, principalmente, nas áreas geotermais. No processo da pesquisa, os cientistas manipulam o genoma da bactéria para que a mesma se alimente do CO2 em temperaturas mais baixas. A partir do dióxido de carbono, os pesquisadores conseguiram gerar produtos úteis como o biocombustível.

Fonte:http://www.infoescola.com/combustiveis/biocombustivel-de-co2-atmosferico/

O Poder Químico de um Explosivo : Nitroglicerina

 

As características imprescindíveis a todo bom combustível é sua capacidade de decompor-se em um curto intervalo de tempo, em um processo exotérmico, isto é, que irá liberar enorme quantidade de energia. Neste aspecto, um dos mais famosos explosivos é nitroglicerina.

A nomenclatura da nitroglicerina deriva de sua estrutura, na qual podem ser vistos três grupos nitros (-NO₂), ligados diretamente a átomos de oxigênio. Sua estrutura deriva da molécula da glicerina, sendo que ocorre a substituição dos grupos hidroxilas existentes nesta pelos grupos nitros; a molécula de glicerina é a base dos triglicerídeos.

No processo de detonação de um explosivo, a sua energia está associada ao fato de que o volume ocupado por um gás é sempre muito superior ao ocupado por um sólido ou um líquido, de modo que o processo de expansão ocorrerá quase que imediatamente. Por exemplo, 1 mol de água pura, em condições normais de temperatura e pressão, ocupará quando líquido um volume de 18 mL, no estado sólido, aproximadamente 19 mL, já no estado gasoso, esse volume poderia facilmente superar 20 litros. E ainda, ao considerarmos condições diferentes às de temperatura ambiente, ao aumentarmos a temperatura, esse volume final poderia ainda ficar muito maior.

“A nitroglicerina é uma substância amarelo-esverdeada, líquida à temperatura ambiente, descoberta pelo italiano Ascanio Sobrero em 1847 - e um dos explosivos químicos mais potentes que existem. Como todos os explosivos químicos, ela tem moléculas muito instáveis, que se decompõem muito rápido após uma ignição, liberando grandes quantidades de gás e calor”².

Particularmente associada ao poder de detonação da nitroglicerina está a sua alta velocidade de decomposição. Assim, esta rápida decomposição irá liberar uma grande quantidade (volume) de gases em um tempo muito curto, o que acarretará em uma onda de choque supersônica. Apenas 800 gramas desse composto poderão produzir mais de 800 litros de gases após a detonação.

Em relação ao trinitrotolueno  (TNT), outro explosivo muito difundido cotidianamente, a nitroglicerina apresenta a vantagem de apenas liberar produtos gasosos, enquanto que este também produz substâncias sólidas, o que a torna mais energética do que o TNT. Entretanto, sua principal desvantagem, e não apenas em relação ao TNT, como a qualquer outro explosivo, é sua alta instabilidade, sendo muito dificultoso seu armazenamento e principalmente o seu transporte. Esse problema praticamente impediu o uso da nitroglicerina durante muito tempo, mesmo muitos homens morreram tentando encontrar uma solução. Esse problema fora resolvido pelo químico sueco Alfred Nobel.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/o-poder-quimico-de-um-explosivo-nitroglicerina/

Qual é o Combustível Que Mais Polui a Atmosfera?

 

Qual será o combustível que mais prejudica nossa saúde: o álcool, o diesel, ou a gasolina?

As Indústrias de automóvel deram um importante passo ao lançarem os veículos “total flex”. Os consumidores além de poderem economizar no combustível, têm a opção de abastecerem com combustíveis que causem menos poluição que a gasolina (no caso o álcool), mas será que esta idéia está politicamente correta?

Parece que quem usa álcool ao invés de gasolina não polui, e está isento de culpa nesses tempos de aquecimento global, esta é uma visão errada dos conceitos de poluição. Acontece que o álcool também polui, é verdade que em menos proporção que a gasolina, mas não pode ser classificado como não-poluente, veja por que:

Em relação à emissão de gases poluentes, a queima do álcool emite menos gases poluentes na atmosfera, pelo fato de ser derivado da fermentação da cana-de-açúcar. Já a gasolina, além de ser derivada do petróleo, não possui um motor que faz a combustão de forma correta, lançando na atmosfera gases que prejudicam a saúde humana e o meio ambiente.

O álcool e a gasolina poluem consideravelmente menos do que o diesel, graças ao catalisador. Esse importante equipamento faz com que gases mais prejudiciais, como os monóxidos de carbono, sejam transformados em substâncias menos perigosas. Mas ambos são responsáveis pela emissão do perigoso dióxido de carbono, que contribui para o efeito estufa e o aquecimento global.
No caso do diesel, os hidrocarbonetos que compõem a gasolina são mais leves do que aqueles que compõem o óleo diesel, pois são formados por moléculas de menor cadeia carbônica (normalmente cadeias de 4 a 12 átomos de carbono), por isso o diesel se torna o grande vilão no trânsito, e para agravar a situação, os veículos movidos a diesel, como ônibus e caminhões, não são equipados com bons catalisadores (peça vital para reduzir a emissão de gases poluentes).

Além disso, metais pesados altamente nocivos também fazem parte da composição do diesel. Eles se acumulam no organismo humano e, depois de alguns anos, chegam a causar até mesmo males neurológicos. Estudos revelaram que as dioxinas presentes no diesel são responsáveis por provocar as fortes dores de cabeça, distúrbios hormonais e câncer no aparelho respiratório.

O biodiesel é a solução para evitar esse desastre mundial, e o Brasil sai na frente na conquista desse importante aliado no combate aos problemas ambientais.

Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/qual-combustivel-que-mais-polui-atmosfera.htm

Gás GLP

Gás liquefeito de petróleo (GLP), se esse nome não lhe é familiar, talvez você só o conheça como gás de cozinha.

Obtenção de GLP
Esse gás pode ser obtido de duas formas: nas refinarias de petróleo ou nas Unidades de Processamento de Gás Natural.
Nas refinarias, o GLP é um dos subprodutos do fracionamento, sendo obtido a uma temperatura de aproximadamente 70 °C. É um dos primeiros hidrocarbonetos retirados da coluna de destilação.

Mas se o GLP é um gás, como está líquido dentro dos botijões?
Como o próprio nome já diz, se trata de um gás liquefeito, ou seja, a enorme pressão dentro do recipiente (3 a 15 kgf/cm²) faz com que adquira a forma líquida.

Utilização do GLP
O GLP pode ser utilizado em aplicações industriais, comerciais e agrícolas. Mas em nosso país tem maior aplicação no preparo de alimentos (cocção).

Composição Química do GLP
A mistura de hidrocarbonetos (propano e butano comercial) dá origem ao gás. Veja as estruturas moleculares:
                                      
                                            Propano: C₃H₈
O carbono (C) é representado em cinza e os hidrogênios (H) em azul.

As formas n-butano e iso-butano (ambas com fórmula molecular C₄H₁₀) estão presentes no GLP. 

Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/gas-glp.htm

Classificação e Qualidade da Gasolina

 

A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos obtidos do petróleo bruto, por intermédio de vários processos como, por exemplo, a destilação.

Índice de Octano (autodetonância)

O número de octano de um combustível representa o percentual de isoctano (C₈ H₁₈ ) e de heptano (C₇ H₁₆ ) contidos nele.

O combustível é classificado segundo seu poder antidetonante, em número de octanagem (NO). Quanto maior for o “NO”, mais antidetonante será o combustível e, por conseguinte maior será a sua capacidade de suporte às altas compressões sem sofrer a detonação. Em alguns casos, o NO de um combustível pode ser aumentado, adicionando-se uma pequena quantidade de aditivos de grande poder antidetonante. Esses aditivos geralmente são: chumbo tetraetila Pb (C₂H₅) ₄ e chumbo tetrametila Pb (CH₃)₄, dentre os dois o mais eficaz é o chumbo tetraetila.

No Brasil, encontram-se atualmente no comércio vários tipos de gasolina que são:

1. Gasolina do tipo A (73 octanas - gasolina amarela);

2. Gasolina do tipo B (82 octanas - gasolina azul);

3. Gasolina do tipo C (76 octanas - gasolina + álcool);

4. Gasolina verde - cujo NO = 110 – 130.

A gasolina verde somente é utilizada em aeronaves. A gasolina empregada nos motores endotérmicos deve possuir os seguintes requisitos:

- alto poder calorífico;

- alta resistência à detonação;

- volatilidade média;

- ausência de impurezas.

A adição de aditivos ao combustível causa alguns inconvenientes como a formação de depósitos de óxido de chumbo, ocasionando corrosão nas paredes dos cilindros. Esses aditivos não podem ser utilizados nos combustíveis empregados para alimentar motores com catalisadores no tubo de descarga, eles ainda apresentam periculosidade por serem tóxicos.

Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/classificacao-qualidade-gasolina.htm

Biogás

 

Ele é usado como um combustível renovável em caldeiras, veículos, etc.; principalmente pela grande quantidade de gás metano em sua composição.
As bactérias que se encontram nos lixões se proliferam, ocorrendo a fermentação e promovendo a liberação do biogás. Assim, nos aterros sanitários de lixo urbano, há dutos que captam os gases liberados. Posteriormente, esses gases passam por processos de limpeza e desumidificação. Em seguida são pressurizados e queimados em flares, onde o metano (CH4) é transformado em gás carbônico (CO2), que possui um potencial de aquecimento global cerca de 20 vezes menor.
                                  

Nos biodigestores, como os mostrados na figura acima, produz-se o biogás acrescentando-se biomassa, como resíduos agrícolas, bagaço de cana-de-açúcar, dejetos de animais, etc.
*Composição química
O biogás é composto tipicamente de metano e gás carbônico, conforme a porcentagem a seguir:

• 60% de metano (dependendo da eficiência do processo, o biogás chega a conter entre 40% e 80% de metano);

• 35% de dióxido de carbono e;

• 5% de uma mistura de outros gases (hidrogênio, nitrogênio, gás sulfídrico, monóxido de carbono, amônia, oxigênio e aminas voláteis).

*Vantagens:
É um recurso energético renovável, pois a degradação de matéria orgânica é praticamente inesgotável. Assim, gera energia ecologicamente correta, diminuindo a utilização de recursos fósseis.
Outro ponto é que a liberação de gases nos lixões é um risco de saúde pública, pois são gases que, além de terem odores desagradáveis, são tóxicos e oferecem riscos de explosão, sem contar que o metano liberado na atmosfera é o principal causador do efeito estufa. Dessa forma, o biogás auxilia nessa questão do aquecimento global e reduz os efeitos causados principalmente para a população em torno do aterro.
Diminui também a quantidade cada vez mais crescente de resíduos sólidos (lixo) gerados pela população, que vem sendo um grave problema para a administração pública.
Além do que, nesses aterros, também existem dutos para captação do chorume, que é um líquido proveniente da decomposição de resíduos orgânicos que podem poluir os recursos hídricos. Portanto, sua captação diminui os impactos ambientais.
O resíduo formado no biodigestor é utilizado como fertilizante agrícola.

*Desvantagens
Por conta da alta concentração de gás metano em sua constituição, o biogás acaba também poluindo muito o meio ambiente, contribuindo diretamente para o efeito estufa e o aquecimento global. Por isso a necessidade da transformação do metano em gás carbônico nos flares, como dito anteriormente. No entanto, como combustível, o principal interesse no biogás se refere à combustão do metano que tem um bom índice de poder calorífico.

 

Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/o-biogas.htm

Álcool Versus Gasolina

 

Na tentativa de prejudicar menos o meio ambiente, pode surgir a dúvida: qual é o maior poluente, o álcool ou a gasolina? Se a atmosfera pudesse escolher ela optaria pelo combustível que lhe causa menos danos, então saiba agora qual é.

Vamos apresentar aqui as vantagens do álcool combustível:

Composição do álcool: hidrogênio, carbono e oxigênio. Também conhecido como etanol ou álcool etílico, este combustível é produzido por fermentação a partir da cana de açúcar.

Poder calorífico do álcool: 6300 cal/g. Esse número significa que o combustível libera grande quantidade de energia ao ser queimado.

Apresenta preço acessível: O álcool foi uma solução brasileira como alternativa ao petróleo, esta questão econômica é justificada pelo fato de que no ano 2000 o petróleo teve uma alta no preço. No ano de 2003 teve início a produção e venda de carros flexfuel (motores que funcionam com álcool e gasolina), a venda do álcool a partir daí teve um considerável aumento.

Em relação ao ambiente: o álcool é um combustível ecologicamente correto, não afeta a camada de ozônio e é obtido de fonte renovável. A diferença começa na sua queima, ela emite menos gases poluentes na atmosfera, pelo fato do álcool ser derivado da cana-de-açúcar e não do petróleo.

Agora veja os agravantes da gasolina:

Composição: combustível constituído basicamente por hidrocarbonetos (carbono e hidrogênio).

Produtos da combustão da gasolina:

Dióxido de carbono (CO₂): gás perigoso que contribui para o efeito estufa e o aquecimento global.

Monóxido de carbono (CO): formado pela combustão incompleta. Isso ocorre por que não há oxigênio suficiente disponível para reagir rápida e completamente com todo o carbono disponível na gasolina, gerando assim resíduos poluentes.

Todos estes gases, tanto CO₂ e CO, se acumulam em nossa atmosfera causando diversos males à nossa saúde. Resta então optar pelo álcool que é menos agressivo neste aspecto. 

Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/alcool-versus-gasolina.htm