Combustão completa e incompleta dos hidrocarbonetos

Os hidrocarbonetos são todos os compostos orgânicos cujas moléculas são formadas apenas por átomos de carbono e hidrogênio. Quando esses compostos entram em ebulição, existem duas possibilidades:

• Combustão completa: Os produtos formados sempre são dióxido de carbono (gás carbônico), CO₂­, e água, H₂O.

Hidrocarboneto + O₂ → CO₂­ + H₂O

Exemplo de combustão completa do gás butano, um dos principais componentes do gás de cozinha:

2 C₄H₁₀ + 13 O_{2 (g)} → 8 CO_(g) + 10 H₂O_(l)

• Combustão incompleta: Dependendo da quantidade de oxigênio disponível, os produtos dessa reação podem ser monóxido de carbono (gás carbônico), CO₂, e água, H₂O; ou carbono (fuligem), C, e água, H₂O.

Exemplos de combustões incompletas:

2 C₄H_{10 (g)} + 9 O_{2 (g)} → 8 CO_(g) + 10 H₂O_(l)
2 C₄H_{10 (g)} + 5 O_{2 (g)} → 8 C_(s) + 10 H₂O_(l)

O experimento a seguir pode ser usado para demonstrar esses tipos de combustões e para que os alunos possam visualizar os produtos obtidos em cada uma. Para realizar essa aula experimental você precisará basicamente de um bico de gás com entrada de ar na parte inferior, como o Bico de Bunsen da imagem inicial. Além disso, providencie também um pires de porcelana branco, uma pinça ou pregado de madeira e um pedaço de papel branco.

Procedimento Experimental:

1. Acenda o bico de gás com as entradas de ar fechadas;

2. Coloque o pires de porcelana sobre a chama com o auxílio da pinça ou pregador de madeira;

3. Observe o que ocorre;

4. Limpe o pires de porcelana com o papel branco e mostre aos alunos;

5. Ligue as entradas de ar e peça que os alunos falem sobre as mudanças que puderam observar na chama que sai do bico de gás;

6. Coloque novamente o pires de porcelana sobre a chama;

7. Observe o que ocorre de diferente desta vez.

Resultados e Discussão:

Quando se liga o bico de gás com as entradas de ar fechadas, a chama luminosa obtida é bem fraca. Como há pouco oxigênio disponível, a combustão do gás que dá resultado à chama é incompleta. Isso é visualizado quando se coloca o pires sobre a chama, onde se deposita um resíduo preto que é a fuligem, formada por átomos de carvão.

2 C₄H_{10 (g)} + 5 O_{2 (g)} → 8 C_(s) + 10 H₂O_{(l)
 gás butano      oxigênio       fuligem             água}

No cotidiano podemos ver a fuligem na forma de uma fumaça preta saindo de escapamentos de automóveis. Mas ela também é usada industrialmente, na forma de negro-de-fumo, um carvão finamente dividido, que é usado na fabricação da borracha de pneus e na produção de tintas, graxas de sapato, entre outros produtos.

Quando se retira a fuligem do pires com o papel, isso serve para comprovar para os alunos que realmente há a presença desse material sólido.

Na segunda etapa do experimento, quando se abre as entradas de ar, há mais oxigênio disponível e a reação de combustão que ocorre é completa. Por isso, quando se coloca o pires, não há depósito de fuligem sobre ele.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química