COMPLEMENTOS DE QUÍMICA APLICADA

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COMPLEMENTOS DE QUÍMICA APLICADA
Prof. Márcio Oliveira
e-mail: marcio.oliveira@docente.unip.br  
2º semestre de 2021
São José dos Campos
ENGENHARIAS MECÂNICA E MECATRÔNICA
 Combustão
 Combustíveis e Comburentes
Estequeometria do Processo de Combustão
PCS e PCI
 Prática 01: Determinar o teor de etanol na gasolina
 Prática 02: Determinação do ponto de fulgor e 
inflamação de combustíveis líquidos.
COMPLEMENTOS DE QUÍMICA APLICADA
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Combustíveis 
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ENGENHARIAS MECÂNICA E MECATRÔNICA
  Combustível é qualquer substância capaz de produzir de maneira fácil e econômica, energia 
térmica por reação química ou nuclear;
   Geralmente  são  materiais  carbonáceos  que  reagem  facilmente  com  o  oxigênio  do  ar, 
produzindo calor em grande quantidade.  Função redutora.
Classificação dos combustíveis:
Sólidos:
  Naturais: carvões fósseis, madeira, lenha;
  Preparados: coque, carvão vegetal, resíduo industrial;
Líquidos:
 Naturais: petróleo cru, gasolina natural;
 Preparados: álcool, querosene, óleo diesel, gasolina;
Gasoso:
 Naturais: gás natural;
 Preparados: GLP, gases derivados de petróleo;
Combustíveis 
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“Combustíveis Líquidos”
  Os combustíveis líquidos podem ser classificados nos seguintes grupos:
1-Petróleo e seus derivados
2-Derivados do alcatrão de hulha ou do linhito
3-Destilados dos xistos betuminosos
4-Hidrocarbonetos sintéticos
5-Álcool etílico
Derivados do Petróleo
Gasolina
  Mistura de hidrocarbonetos contendo: 6 -12 átomos de carbono;
  Pode ser: Natural ou Petróleo;
  Poder calorífico: 11.000 Kcal/Kg;
  Ponto de fulgor  40º C (gasolina automotiva) e 46 ºC (gasolina de aviação); 5
Índice de Octanagem: determinada pela % de octano existente na gasolina. Mede o poder 
anti-detonante da mesma;
   Este  índice  é  medido  em motor  padrão,  variando-se  a  relação  de  compressão  até  que 
ocorra a pré-detonação ou “batida de pinos”;
  A seguir: substitui-se a gasolina por uma mistura de iso-octano e n-heptano que apresenta 
pré-detonação com a mesma relação de compressão que a gasolina testada. A porcentagem 
de  iso-octano  na  mistura  equivalente,  nos  dará  o  índice  de  octanas  ou  octanagem  da 
gasolina. Assim,  se  a mistura  apresenta  o mesmo  comportamento  da  gasolina  em  teste, 
contiver 80% de iso-octano e 20% de heptano, a gasolina em teste será 80;
Esse método se baseia na convenção de que:
- Iso-octano: possui poder anti-detonante igual a 100 (melhor comportamento)
- Heptano: possui poder anti-detonante igual a 0 (pior comportamento)
   A  partir  da  mistura  de  iso-octano  e  heptano,  obtêm-se  os  valores  intermediários  de 
octanagem;
Combustíveis 
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O poder anti-detonante (octanagem) pode ser aumentado pela adição:
   de  combustíveis  mísciveis  com  a  gasolina  (ex:  álcool  etílico,  benzol,  gasolinas 
naturais...);
  de produtos aditivos especiais: chumbo  tetra-etila  (no caso da gasolina de aviação, que 
possuem índice de octana de 140 ou 160).
Curiosidade:
Gasolina Aditivada ou Gasolina Comum?
A Gasolina comum ao passar pelas partes do motor do carro (nas válvulas e no pistão) deixa resíduos, 
sujeiras que são uma espécie de goma.
Com o passar do tempo, o acúmulo desta goma, dificulta a mistura da gasolina com o ar, que provoca a 
queima e gera energia para o motor funcionar. Diminuindo, assim, a eficiência do carro. 
Diferente do que muitas pessoas pensam o aditivo não aumenta a potência da gasolina. 
A grande diferença da gasolina aditivada para a gasolina comum, é que a aditivada possui uma espécie 
de detergente. 
Este detergente  (aditivo) ao passar pelo motor dissolve a goma, evitando o acúmulo de mais  resíduos, 
assim a sujeira vai junto com o combustível e também é queimada.
Combustíveis 
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Para o experimento: Gasolina e Álcool
   A  gasolina  é  um  produto  combustível  derivado  intermediário  do  petróleo,  na  faixa  de 
hidrocarbonetos de 5 a 10 átomos de carbono.
   Uma  das  propriedades  mais  importantes  da  gasolina  é  a  octanagem.  A  octanagem  mede  a 
capacidade  da  gasolina  de  resistir  à  detonação,  ou  sua  capacidade  de  resistir  as  exigências  do 
motor sem entrar em auto-ignição antes do momento programado. A detonação (conhecida como 
"batida de pino") leva à perda de potência e pode causar sérios danos ao motor. Existe um índice 
mínimo permitido de octanagem para a gasolina comercializada no Brasil, que varia conforme 
seu tipo.
  O álcool, umas das substâncias adicionadas à gasolina tem vital papel na sua combustão, pois 
sua função é aumentar a octanagem em virtude do seu baixo poder calorífico. A porcentagem de 
álcool é regulamentada por Lei, e recentemente foi estabelecido um novo padrão que é de 18 a 
27%. Se por um lado existe vantagens, existem as desvantagens também, como maior propensão 
à  corrosão, maior  regularidade nas manutenções do carro,  aumento do consumo e aumento de 
produção de óxidos de nitrogênio.
  Disso tudo, nota-se a importância para a frota automotiva brasileira e para o meio ambiente, o 
rigoroso controle dessa porcentagem.
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A adição de álcool à gasolina teria se dado em função dos seguintes fatores:
  Manter um determinado nível da demanda capaz de estimular a produção de álcool, numa 
fase de redução de consumo;
  Contribuir para amortecer, no preço final ao consumidor, os efeitos das elevações externas 
do preço da gasolina;
   Inserir  o  álcool  –  combustível  de  fonte  renovável  –  na matriz  energética  brasileira,  num 
momento em que o país ainda estava distante da autossuficiência do petróleo.
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Histórico da adição do álcool à gasolina:
1925: São realizados testes álcool combustível à gasolina;
1938: Lei nº. 737 – Obriga a adição à gasolina produzida no País;
1975: Lançamento do PROÁLCOOL;
1989: Brasil é o primeiro a retirar o chumbo tetraetila da gasolina;
1993: Lei nº. 8.723 estabelece o percentual de mistura do álcool anidro à gasolina entre 20 e 25%;
2000: Decreto nº. 3.546 cria o Conselho Interministerial de Açúcar e Álcool;
2003: Lançamento dos veículos com tecnologia Flex Fluel;
2006: O percentual do álcool na gasolina cai para 20%;
2007: Junho – governo anunciou o aumento do álcool anidro à gasolina para 25%, a partir de 1 de 
julho de 2007. Obs: O teor é determinado pelo governo em função da disponibilidade do álcool; controle 
do preço final da mistura, etc.
2011:Governo decide reduzir para 20% a quantidade de álcool misturado na gasolina
   2013: Maio – aumento da mistura do etanol na gasolina de 20% para 25%.
   2015: Março – aumento da mistura do etanol na gasolina de 25% para 27%. 10
    A especificação brasileira para a gasolina automotiva é estabelecida pelo Conselho Nacional 
do Petróleo NORMA – CNP 01 REVE, que acompanha a resolução n 1/75 de 7 de janeiro de 
1975.
   Os  testes  de  qualidade  devem  ser  realizados  nos  próprios  postos  de  combustíveis  ou  pelo 
laboratórios de rede de distribuição do combustível.
  Alguns testes realizados são: cor, densidade, resíduo, odor e teor alcoólico.
  Para a investigação do teor alcoólico na gasolina, é realizado um ensaio simples que se baseia 
no principio de que o álcool é miscível com a água, enquanto que a gasolina não é.
  Isso ocorre pela diferença existente na moléculas de água, álcool e gasolina.
  Em 1º de janeiro de 2014, a gasolina comum comercializada em todo o território nacional terá 
o teor de enxofre reduzido para 50 mg/kg em substituição aos 800 mg/kg atuais. A medida da 
Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural  e Biocombustíveis  (ANP), prevista na Resolução 
40/2013 (de outubro de 2013).
Leis 
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A solubilidade de um composto é determinada pela seguinte regra: "Semelhante dissolve 
semelhante". Logo, solventes polares dissolvem substâncias polares, e solvente apolares, 
substâncias apolares.
A miscibilidade de  líquidos entre si é determinada pela natureza das  ligações  interatômicas e 
pelas interações intermoleculares ou seja da sua molecularidade.Polaridade  de  uma molécula refere-se  às  concentrações  de  cargas  da  nuvem  eletrônica  em 
volta  da  molécula.  É  possível  uma  divisão  em  duas  classes  distintas:  moléculas  polares  e 
apolares.
Moléculas  polares  possuem  maior  concentração  de  carga  negativa  numa  parte  da  nuvem  e 
maior concentração positiva em outro extremo. Nas moléculas apolares, a carga eletrônica está 
uniformemente distribuída, ou seja, não há concentração.
Solubilidade 
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Água: uma  geometria  angular  (polar)  →  Molécula  não  simétrica  =  polar.  A 
distribuição de carga eletrônica  não está uniformemente distribuída
Geometria 
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NaCl: É um composto iônico, apresenta boa solubilidade em solventes polares, como a água. 
O que  torna uma substância solúvel em um solvente é sua compatibilidade com este, a regra 
geral é: solvente polar dissolve soluto polar e solvente apolar dissolve soluto apolar.
Geometria 
Polar
Cl− Na+
Lado Negativo Lado Positivo
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Álcool: uma geometria  linear (bipolar) → Composto molecular que apresentam o grupo OH, 
com uma  ligação polarizada,  resultando num momento dipolar muito elevado (radical OH) e 
uma cadeia de carbono simétrica com geometria não polar
Geometria
H ― C ― C ― O ― H
H H
H H
PolarApolar
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Gasolina: geometria linear e simétrica  (apolar) -> cadeia de hidrocarbonetos que possui uma 
geometria  simétrica predominância de  ligações covalentes entre átomos  iguais  resultando em 
um equilíbrio de cargas em todas as moléculas criando uma molécula apolar
Geometria
H — C — C — C — C — C — C — C — C — H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Apolar
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Geometria
Nome
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Solubilidade e polaridade
• Lembrando  que:  "Semelhante  dissolve  semelhante".  Logo,  solventes  polares  dissolvem 
substâncias polares, e solvente apolares, substâncias apolares.
• Os hidrocarbonetos,  por  serem  apolares,  apresentam pouca  solubilidade  em  água  (polar). 
Assim, a gasolina (mistura de octano e heptano),  forma um sistema sistema heterogêneos 
com a água.
• Já os álcoois  formam misturas homogêneas com a água, por possuírem hidroxila  (radical 
polar) e também homogênea com a gasolina por possuir geometria apolar.
• Observação  –  Como  a  molécula  de  álcool  é  bipolar,  pode  ser  dissolvida  tanto  em  água 
(polar) como em gasolina (apolar).
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   Para  retirar  o  álcool  da  gasolina  que  ambos  possuem  um  certo  grau  de  polaridade,  é 
adicionado na água o NaCl que  tem a  finalidade de aumentar  a polaridade da molécula da 
água visto que:
   a  água  é  atraída  pelo  álcool,  devido  as  fortes  atrações  intermolecular  do  tipo  ponte  de 
hidrogênio.
   a  gasolina  possui  uma  certa  miscibilidade  com  o  álcool,  devido  as  medias  atrações 
intermolecular do tipo dipolo induzido.
  Com isso quando a água+NaCl (meio aquoso) entra em contato com a gasolina (que possui 
álcool) pelo  fato da  ligação da água com sal  ser mais  forte ou mais polar como álcool, ele 
dissolve mais facilmente.
  Por outro lado, o etanol irá sair da gasolina para penetrar no meio aquoso, meio em que tem 
maior afinidade, já que é bem mais polar do que a gasolina.
Solubilidade 
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Porque no teste da ANP, eles misturam solução de cloreto de sódio com a gasolina, em vez de 
água?
  Isto é feito para aumentar a polaridade do líquido que será misturado à gasolina. Caso fosse 
colocada água pura, poderia haver a miscibilidade da água na gasolina, em alguma extensão, 
uma vez que o álcool presente na gasolina poderia fazer com que a água ficasse mais solúvel 
no meio orgânico.
 Com a  solução  de  cloreto  de  sódio,  a  polaridade  é muito  grande,  sendo muito mais  difícil 
haver a solubilização da água no meio orgânico.
 Por outro lado, o etanol irá sair da gasolina para penetrar no meio aquoso, meio em que tem 
maior afinidade, já que é bem mais polar do que a gasolina.
Solubilidade 
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Solubilidade 
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Determinação do teor de álcool
anidro na gasolina
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A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos obtida a partir da destilação de petróleo, 
não sendo, portanto, uma substância pura. No Brasil, antes da comercialização, 
adiciona-se álcool anidro à gasolina. A mistura resultante é homogênea (monofásica).
A mistura água-álcool também é um sistema homogêneo (monofásico), com propriedades 
diferentes daquelas das substâncias que a compõem (densidade, ponto de fusão, 
ponto de ebulição, etc.). Já a mistura água-gasolina é um sistema heterogêneo, bifásico. 
Quando a gasolina (que contém álcool) é misturada à água, o álcool é extraído pela água 
e o sistema resultante continua sendo bifásico: gasolina-água/álcool.
O álcool contido na gasolina dissolve-se na água porque suas moléculas são polares como 
as da água. Isto é, aqui aplica-se o dito "semelhante dissolve semelhante": 
substâncias polares dissolvem-se melhor em solventes polares e substâncias apolares 
dissolvem-se melhor em solventes apolares.
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Materiais 
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Proveta de vidro graduada de 100 ml 
(com rolha)
Proveta de plástico graduada de 50 ml 
Água destilada 50 ml 
Cloreto de sódio 5g
Vidro de relógio lapidado
Bastão de vidro
Amostra de gasolina 50 ml
• Preparar a solução aquosa de NaCl (10%) => 5g NaCl em 
50 mL de água destilada;
• Coloque  em  uma  proveta  (100  ml),  uma  amostra  da 
gasolina  em  estudo  (50  ml)  e  complete  o  volume,  até  a 
marca  de  100  ml,  com  a  solução  saturada  de  cloreto  de 
sódio;
• Feche a proveta, misture bem.
Procedimento 
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Animação disponível em:
 http://www2.fc.unesp.br/lvq/exp02.htm
• Deixe em repouso até a separação das duas fases;
• Nestas condições, o álcool se mistura com a solução aquosa saturada de cloreto de sódio, 
separando-se da gasolina. Faça a leitura do volume de ambas as fases;
• Calcule a % de etanol na mistura                   
Procedimento 
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31 ml 32 ml
37 ml
Amostra 01 Amostra 02 Amostra 03
RELATÓRIO 
CQA - Prática 01: Determinação do teor de etanol anidro na gasolina
INTRODUÇÃO (1,0 pts)
OBJETIVOS (1,0 pt)
 
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Dois ou três parágrafos rápidos para contextualizar o assunto de que tratou a prática e do qual 
tratará o  relatório. Não é propriamente um  resumo, mas uma  introdução ao assunto. Apenas 
informações relevantes ao trabalho devem ser apresentadas! 
Descrição do objetivo da prática. Pode haver mais de um objetivo, um mais geral e outro(s) 
específicos(s).  Normalmente  os  objetivos  são  apresentados  como  ações  “obter”,  “extrair”, 
“observar”,  “analisar”,  “caracterizar”  etc.  Exemplo:  Objetivo  geral:  “Estudar  solubilidade  e 
polaridade  utilizando  uma  amostra  de  gasolina”.  Objetivo  específico:  “Conhecer  a 
porcentagem de etanol adicionado a em uma amostra de gasolina”.
RELATÓRIO
CQA - Prática 01: Determinação do teor de etanol anidro na gasolina
MATERIAIS E MÉTODOS (3,0 pts)
RESULTADOS (3,0 pts)
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Descrição do material e dos procedimentos  (que são os métodos) utilizados no experimento. 
Pode  estar  subdividido  em  itens  como:  “Material”,  “Reagentes  e  soluções”,  “Material”, 
“Equipamentos”,etc.  Ou  seja,  o  material  pode  estar  descrito  num  subitem  independente  ou 
pode estar incluído na descrição do procedimento.
Você deve considerar que a pessoa que está lendo o relatório não conhece o assunto, não fez o 
procedimento  e  não  tem  a  menor  ideia  do  que  está  sendo  apresentado  nos  resultados.  O 
segredo  é  ser  o mais  direto  e  objetivo possível,  sem omitir  nenhum  tido de  informação que 
ajude a compreensão dos resultados 
RELATÓRIO
CQA - Prática 01: Determinação do teor de etanol anidro na gasolina
CONCLUSÃO (1,0 pt)
BIBLIOGRAFIA (1,0 pt)
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A conclusão do relatório diz respeito diretamente ao seu objetivo. Em suma este item deve dizer 
se o objetivo foi alcançado ou não.
Citar toda a bibliografia consultada; Há norma para citação bibliográfica que pode ser obtida em 
http://www.unip.br/servicos/biblioteca/guia.aspx 
http://www.unip.br/servicos/biblioteca/guia.aspxSlide 1
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