Oxidação: Chama e sua estrutura, Combate aos incêndios, Combustíveis

Oxidação

A oxidação, também chamada reacção de oxidação, é a reacção química que ocorre entre o oxigénio e qualquer outra substância ou é o processo acompanhado pelo ganho de oxigénio.

Por exemplo, as reacções abaixo são reacções de oxidação pois, tanto o enxofre, o cálcio como o ferro, ganham o oxigénio formando produtos chamados óxidos.

S_(s) + O_{2 (g)} → SO_{2 (s)}

2Ca_(s) + O_{2 (g)} → 2CaO _(s)

4Fe_(s) + 3O_{2 (g)} → 2Fe₂O_{3 (s)}

A oxidação é uma reacção que ocorre com muita frequência no nosso dia-a-dia, sendo responsável pelo processo de respiração, pelos incêndios e pela corrosão dos metais.

Para evitar a corrosão dos metais, é válida toda a acção ou medida que tende a evitar o contacto entre o metal e os outros reagentes como, por exemplo, a água e os gases do ar. Para tal, adopta-se a pintura de objectos por revestimento plástico, por uma camada de outro metal menos corrosivo, por um óxido, por uma liga, por um verniz ou por uma gordura. A galvanoplastia permite dourar, pratear, niquelar, bronzear, estanhar objectos metálicos, evitando assim a sua oxidação.

Uma característica comum à maior parte das reacções de oxidação é a libertação de energia (em forma de calor, luz, chama ou som), As reacções de oxidação acompanhadas de libertação de energia designam reacções de combustão ou, apenas, combustão.

As combustões são reacções que ocorrem entre o combustível, substância que arde, e o comburente, substância que faz arder o combustível, geralmente, o oxigénio.

Para que ocorra uma combustão é necessário aquecer a substância até sua temperatura de inflamação (a temperatura a partir da qual a substância pode começar a arder) e garantir que a substância esteja em contacto permanente com o oxigénio.

Existem dois tipos de combustão: combustão lenta e combustão viva. Na combustão lenta, a reacção do oxigénio com o combustível é acompanhada por libertação de energia sob a forma de calor e sem luz, por exemplo, o aparecimento da ferrugem é resultado da ocorrência da reacção do ferro com o oxigénio do ar, processo que é acompanhado por libertação de pequenas quantidades de calor, assim como, o processo de assimilação dos alimentos no organismo humano, em que o oxigénio reage com os alimentos, formando dióxido de carbono e água, liberta pequenas quantidades de energia sob a forma de calor.

A combustão viva é a reacção do oxigénio com uma substância combustível e é acompanhada pela libertação de energia sob a forma de calor e luz (chama ou incandescência).

Por exemplo, as combustões do sódio, magnésio, enxofre e carbono, além de calor, também, libertam chamas de colorações diferentes.

4Na_(s) + O_{2 (g)} → 2Na₂O_(s)

2Mg_(s) + O_{2 (g)} → 2MgO_(s)

S_(s) + O_{2 (g)} → SO_{2 (s)}

C_(s) + O_{2 (g)} → CO2 _(s)

Quando se acciona dinamite em minas, a combustão que ocorre diz-se explosiva, liberta grande quantidade de calor, luz e som, dando-se a explosão.

As combustões são reacções químicas muito importantes, pois delas muito depende o progresso da humanidade. Por exemplo, combustão do acetileno realiza-se o corte e a soldadura dos metais. Pela combustão do butano confecionam-se alimentos usando fogões a gás.

A combustão do carvão permite confecionar os alimentos, fundir os metais, o funcionamento das centrais térmicas que produzem a energia eléctrica e o andamento de locomotivas. A combustão da gasolina e do gasóleo permite o funcionamento de motores de automóveis, aviões e motobombas para irrigação.

Chama e sua estrutura

A característica da combustão viva é, para além da libertação de calor, a libertação de energia luminosa. A parte ardente e luminosa libertada pelas substâncias em combustão viva designa-se chama.

Fig. 41 - A chama apresenta três zonas.

A chama é constituída por três partes distintas:

• A zona escura, que é a parte mais interna da chama.
• A zona brilhante, que se encontra mais para o centro da chama e que confere brilho à chama.
• A zona calorifica, que é a parte externa e quase que invisível.

É esta última que apresenta temperaturas elevadas e que serve para o aquecimento.

Combate aos incêndios

O combate aos incêndios consiste no uso de procedimentos que contrariem as condições que favorecem a ocorrência de uma combustão viva. Para tal, procura-se arrefecer a substância em ardor e evitar ou diminuir o contacto do oxigénio com a substância ardente.

É, por isso, que para apagar o carvão em brasa, muitas vezes, opta-se por cobrir todo o carvão com areia, para apagar o capim em chama bate-se a chama com ramos de árvores para abafá-la ou deita-se água e em caso de ardor da roupa ou cama, cobre-se a chama com uma toalha ou cobertor molhado.

A indústria química produz substâncias que dadas as suas propriedades são usadas para a extinção de incêndios. O dióxido de carbono, por não alimentar as combustões, é muito usado em extintores de incêndio. Existem outras substâncias, como o tetracloreto de carbono, que são usadas para o efeito.

Combustíveis

Na linguagem comum, o combustível é a substância, isto é, arde em presença do oxigénio do ar. Contudo, genericamente, é a substância que é oxidada numa reacção de combustão.

De acordo com a capacidade de reposição, os combustíveis são classificados em:

• Recursos não renováveis
• Recursos renováveis

Os combustíveis não renováveis são os combustíveis cuja capacidade de renovação ou de reposição é muito baixa em relação ao nível de consumo.

Fazem parte deste grupo, os combustíveis fósseis, cuja capacidade de reposição leva milhões de anos como, por exemplo, o petróleo, o gás natural e o carvão. De acordo com as quantidades disponíveis nas reservas, estima-se que a capacidade da Terra fornecer estes combustíveis é de pouco mais do que 40 anos.

Os combustíveis fósseis são responsáveis pela poluição do meio ambiente visto que durante a sua combustão são libertados gases como o dióxido de carbono que é responsável pelo efeito de estufa, o monóxido de carbono que interfere no processo respiratório, além de produtos secundários como os óxidos de enxofre e de nitrogénio, responsáveis pelas chuvas ácidas.

Também contribui negativamente para o meio ambiente a produto deste tipo de combustível na medida em que a produção do carvão vegetal, por exemplo, requer o abate ou desflorestamento, diminuindo as árvores que teriam uma contribuição significativa na redução do teor de dióxido de carbono com a realização da fotossíntese.

Os combustíveis renováveis são aqueles que provém de fontes naturais que são renováveis naturalmente.

Fazem parte deste grupo, a energia solar (proveniente do Sol); a energia eólica (proveniente do vento); a energia hidráulica (proveniente da corrente dos rios e água doce); a energia maremotriz (proveniente dos mares e oceanos); a energia das ondas (proveniente das ondas); a biomassa ou biocombustível (proveniente da matéria orgânica); a energia azul (proveniente da água salobra); a energia geotérmica (proveniente do calor da Terra).

Os combustíveis renováveis têm menor impacto ambiental.

Bibliografia

AFONSO, Amadeu; DOMINGOS, Ernesto. Q8 – Química 8ª Classe. 2ª Edição. Texto Editores, Maputo, 2020.