Aula_9_Química_Ambiental

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DISCIPLINA
QUÍMICA AMBIENTAL
AULA 09
COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
AUTOR
MILTON BEZERRA DO VALE
TECNÓLOGO 
EM GESTÃO 
AMBIENTAL
DISCIPLINA
QUÍMICA AMBIENTAL
AULA 09
COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
AUTOR
MILTON BEZERRA DO VALE
TECNÓLOGO 
EM GESTÃO 
AMBIENTAL
GOVERNO DO BRASIL
Presidente da República
DILMA VANA ROUSSEFF
Ministro da Educação
ALOIZIO MERCADANTE
Diretor de Ensino a Distância da CAPES
JOÃO CARLOS TEATINI
Reitor do IFRN
BELCHIOR DE OLIVEIRA ROCHA
Diretor do Câmpus EaD/IFRN
ERIVALDO CABRAL
Diretora Acadêmica do Câmpus EaD/IFRN
ANA LÚCIA SARMENTO HENRIQUE
Coordenadora Geral da UAB /IFRN
ILANE FERREIRA CAVALCANTE
Coordenador Adjunto da UAB/IFRN
JÁSSIO PEREIRA 
Coordenadora do Curso 
de Tecnologia em Gestão Ambiental
MARIA DO SOCORRO DIÓGENES PAIVA
TECNÓLOGO EM GESTÃO AMBIENTAL
Química Ambiental
AULA 09 - Combustíveis Orgânicos
Professor Pesquisador/Conteudista
MILTON BEZERRA DO VALE
Direção da Produção de Material Didático
ROSEMARY PESSOA BORGES
Coordenação de Produção de Mídia Impressa e de 
Design Gráfico 
LEONARDO DOS SANTOS FEITOZA
Projeto Gráfico
BRENO XAVIER
Diagramação
ANDREZA RÊGO
 
Ilustrações
VICTOR HUGO
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
APRESENTANDO A AULA
Nessa aula, você vai conhecer uma das tecnologias 
mais antigas da humanidade, a combustão.Conheerá 
também os principais combustíveis orgânicos utilizados 
atualmente, dentre eles, os combustíveis fósseis. Vemos 
ainda a importância do fenômeno de combustão para 
o desenvolvimento da nação e para os seres humanos, 
compreenderemos o seu significado físico e os principais 
parâmetros que influenciam esse fenômeno. Você 
saberá idenficar os impactos ambientes causados pelos 
combustíveis orgânicos.
DEFININDO OBJETIVOS
Após a realização dos estudos correspondentes a esta 
aula, você será capaz de:
•	 conceituar combustão e identificar os seus 
componentes da combustão;
•	 verificar a importância dos combustíveis orgânicos 
no desenvolvimento de uma nação;
•	 identificar os principais combustíveis orgânicos;
•	 relacionar a queima de combustíveis orgânicos 
com o seu impacto ambiental;
•	 identificar os agentes causadores da poluição 
atmosférica presente na combustão.
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QUÍMICA AMBIENTAL
DESENVOLVENDO O CONTEÚDO
1 Introdução
A grande atividade industrial atual tornou-se possível pelo sempre crescente 
fornecimento de energia, que pode ser utilizada sob a forma conveniente de energia 
calorífica ou de energia elétrica, obtida, principalmente, através de três fontes: quedas 
de água (hidrelétricas), reação de combustão (combustíveis) e energia atômica 
(reações nucleares).
Atualmente, a maior parte da energia consumida no mundo (por exemplo, em 
transporte, geração de energia elétrica e aquecimento) é fornecida pelas reações 
químicas dos combustíveis, principalmente os combustíveis fósseis (petróleo, carvão 
e gás natural), as quais são fontes não renováveis. Como você já deve saber, os 
seres vivos conseguem energia através dos alimentos (combustíveis). Deste modo, 
o conhecimento do processo de combustão é de grande importância para muitas 
áreas.
Além de utilizar a combustão para gerar energia, nós usamos como meios 
para destruir materiais indesejáveis para o meio ambiente, através do processo de 
incineração, por exemplo, a queima do lixo e de produtos perigosos.
A importância da combustão pode ser aferida pela sua participação na produção 
total de energia: cerca de 80% da energia no mundo, inclusive o Brasil, é produzida 
através de processos de combustão de derivados de petróleo, gás natural, carvão 
ou biomassa. Essa energia tem diversas aplicações: transporte; geração de energia 
elétrica em termelétricas; processos industriais; caldeiras; queimadores; aquecimento 
doméstico e industrial; incineração de resíduos; cozimento de alimentos.
A combustão é uma ciência aplicada que se apóia em quatro ciências básicas: 
a termodinâmica, a cinética química, a mecânica dos fluidos e os fenômenos de 
transporte os quais tratam da difusão de espécies e de calor em misturas.
2 Combustão
Combustão é uma reação química rápida de uma substância com o oxigênio, 
acompanhado pela evolução do calor e, na maioria das vezes, com a presença da luz. 
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
É uma reação exotérmica, portanto a entalpia dos produtos é menor que a entalpia 
dos reagentes (∆H < 0).
A combustão, sendo uma reação de oxi-redução em alta temperatura, necessita 
de uma energia de ativação, normalmente conseguida pela elevação de temperatura 
em um ponto do combustível. Sendo a reação de combustão exotérmica, o processo 
torna-se auto-ativante até à extinção completa do combustível.
Os participantes da reação de combustão recebem nomes técnicos, que são: 
combustível (por exemplo, matéria orgânica), comburente (o mais utilizado é o 
oxigênio) e produtos da combustão (gases de exaustão, materiais particulados e 
cinzas).
Veja a equação a seguir:
Combustível + comburente produtos da combustão + energia
Por exemplo, a glicose é um combustível para nossas células que é oxidada pelo 
oxigênio, conforme equação abaixo:
Glicose + oxigênio dióxido de carbono + água + energia
A reação de combustão pode ocorrer nos três estados de agregação da matéria, 
mas, de modo geral, a reação se dá em fase gasosa.
No caso de combustível líquido, este é evaporado previamente e a reação de 
combustão se efetua entre o vapor do líquido e o oxigênio, intimamente misturados.
Já os combustíveis sólidos são de combustão um tanto mais difícil, pois a reação 
se dá na interface sólido- gás, devendo haver a difusão do oxigênio através dos gases 
que envolvem o sólido para se atingir a superfície do sólido em combustão.
Denomina-se entalpia de combustão ou calor de combustão, a quantidade 
de calor liberada na combustão completa de 1 mol de substância (combustível), 
quando todos os participantes da reação encontram-se no estado padrão (estado 
mais estável da substância a 25 ˚C e 1 atm).
As reações mais importantes no processo da combustão estão representadas 
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QUÍMICA AMBIENTAL
abaixo, com suas respectivas entalpias de combustão:
(1) C(grafite) + Oç CO2 + 393,42 KJ/mol
(2)H2 (g) + 
1⁄2 O2 H2O(v) + 241,84KJ/mol
(3) H2 (g) + 
1⁄2 O2 H2O (l) ∆H = -285,85 Kcal/mol
3 Tipos de reações de combustão
Denomina-se combustão completa a reação ideal de combustão, quando a 
quantidade de oxigênio é suficiente para oxidar toda a matéria combustível. Isto é, 
todo o carbono no combustível é oxidado para CO2, todo o hidrogênio para H2O e todo 
enxofre para SO2. Considera- se, também, para efeito de cálculo, envolvendo balanço 
de massa, que todo o nitrogênio presente no combustível apareça nos produtos de 
combustão como N2. Veja a combustão completa do metano (gás natural).
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
Denomina-se combustão incompleta a reação que se realiza com insuficiência 
de oxigênio, ou seja, com uma quantidade de oxigênio inferior à quantidade 
estequiométrica para oxidar completamente a matéria combustível. Na combustão 
incompleta, aparece nos gases residuais (fumos) grande quantidade de produtos 
não completamente oxidados, tais como CO, e muitas vezes matéria combustível não 
queimada (oxidada), tal como os hidrocarbonetos.
Na combustão completa da gasolina, temos: 
Gasolina + O2 CO2 + H2O
Enquanto, na combustão incompleta da gasolina, temos:
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
 Gasolina + O2 CO + CO2 + H2O + hidrocarbonetos
Numa reação química, apenas a massa é conservada, porém o mesmo não é 
verdadeiro para o número total de mols de reagentes e produtos.
Para balancear a equação de combustão, adota-se 1 para o coeficiente do 
combustível e os demais coeficientes são determinados por tentativa, deixando-se o 
oxigênio por último.
4 Comburente
É o reagente que participa da reação de combustão e que possui o elemento 
que sofre redução. Na reação de combustão com geração de calor, o comburente 
é o oxigênio molecular. A fonte de oxigênio é, naturalmente,o ar atmosférico, cuja 
composição percentual em volume é 20,99% e o restante, são os gases inertes 
(nitrogênio e gases nobres).
5 Combustível
É o reagente que participa da reação de combustão e que possui o elemento 
que sofre oxidação. É considerado orgânico, quando o combustível possuir carbono 
na sua composição. Os metais, como o ferro, o alumínio, o magnésio, em certas 
condições, comportam-se como combustíveis. Muitos outros elementos, como o 
silício e o enxofre, também queimam.
Os elementos químicos que entram na composição da maioria dos combustíveis 
orgânicos são: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre.
A qualidade do combustível é dada pelos elementos carbono (C) e hidrogênio 
(H). O enxofre (S), apesar de combustível, é indesejável, enquanto o oxigênio (O) 
diminui a quantidade unitária de calor desprendida. O nitrogênio (N) também não 
é desejável, pois não apresenta, no campo da combustão industrial, reação com 
oxigênio com liberação de calor.
Para que um material possa ser considerado industrialmente combustível, são 
necessários os seguintes requisitos técnicos e econômicos:
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QUÍMICA AMBIENTAL
•	 facilidade de uso;
•	 não formação, durante a combustão, de substâncias tóxicas ou corrosivas;
•	 obtenção fácil;
•	 baixo custo de produção;
•	 segurança no armazenamento e no transporte.
Os exemplos mais comuns de combustíveis orgânicos são os combustíveis 
fósseis. Além deles, temos os originados da biomassa: madeira (lenha), biodiesel, 
álcool hidratado (etanol), metanol, etc.
5.1 Combustíveis Fósseis
Os combustíveis fósseis englobam um grande número de compostos orgânicos 
minerais, podendo ser sólidos, líquidos ou gasosos. Os combustíveis fósseis são 
depósitos geológicos formados há milhões de ano a partir da decomposição de 
vegetais e animais e submetidos a altas pressões e temperatura na crosta terrestre, 
sendo considerada uma fonte de energia não renovável. São eles:
• Carvão Mineral
O carvão mineral, ou carvão-de-pedra, ou hulha é uma rocha sedimentar, 
orgânica, porosa, negra ou negra- acastanhada. Existem quatro tipos básicos de 
carvão: lignito, turfa, betuminoso e antracito.
O carvão é constituído, principalmente, por carbono, hidrogênio e oxigênio 
com pequenas quantidades de enxofre, nitrogênio e água.
Na utilização do carvão para fins energéticos, é essencial o conhecimento prévio 
das propriedades do carvão por análise elementar, análise imediata, poder calorífico 
superior e inferior e reatividade. Além disso, a determinação de álcalis, Na (sódio) e 
K (potássio) nos carvões é importante, por que estes causam sérios problemas de 
obstrução (fouling) em caldeiras.
O carvão é empregado, principalmente, nos processos de combustão, 
gaseificação, liquefação e carbonização.
• Petróleo 
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
 O petróleo é um óleo escuro, geralmente de cor negra, formado por uma 
mistura complexa de centenas de hidrocarbonetos, sendo menos denso que água 
(0,75 a 0,90 g/mL) e insolúvel na água. 
Dentre os hidrocarbonetos, encontram-se não apenas os alcanos, mas também 
alcenos e compostos aromáticos. Entram também em sua composição alguns 
compostos que possuem nitrogênio, enxofre, organometálico, água, cloreto de sódio 
e restos de microrganismos.
O petróleo é encontrado nos poros das rochas, chamadas de rochas-reservatórios, 
portanto, está presente nas bacias sedimentares.
O petróleo é classificado segundo a natureza química em três grupos: base 
parafínica (cadeia alifática), base naftênica ou asfáltica (cíclica não aromática) e base 
aromática (pouco comum, possui o anel benzênico). Existe também, de base mista. A 
unidade empregada para a medida de volume de petróleo é o barril americano, que 
equivale 159 L ou em média 129 Kg.
• Gás natural
O termo gás natural é usado para designar gases acumulados no subsolo, de 
composição muito variável, os quais estão ou não associados à presença de óleo. Com 
poucas exceções, o gás natural consiste em, pelo menos, 95% de hidrocarbonetos, 
sendo o restante constituído de nitrogênio, dióxido de carbono e, algumas vezes, 
sulfeto de hidrogênio. Por isso, para o uso desse gás, ele necessita ser refinado para 
remoções de impurezas.
O principal componente do gás natural é o metano (CH4), representando 
normalmente cerca de 90% do seu volume. Os hidrocarbonetos de maior massa 
molecular estão presentes em menor quantidade, considerando-se que alcanos 
com mais de 5 átomos de carbono raramente constituem mais de 2% em volume da 
mistura.
O gás natural é considerado uma fonte de energia limpa, comparada a derivados 
de petróleo e carvão, pois emite baixo níveis de poluentes e apresenta boas condições 
de controle. Outra vantagem do gás natural é sua facilidade de transporte, manuseio 
e segurança.
Além de combustível, o gás natural tem outra aplicação muito importante, na 
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QUÍMICA AMBIENTAL
propulsão do petróleo dos poços para aumentar a sua vazão.
5.2 Derivados dos combustíveis fósseis
São os produtos obtidos através de processos físicos e/ou químicos apropriados, 
aplicados aos combustíveis fósseis. Por exemplo, nas refinarias o petróleo é destilado 
para separação dos seus componentes e obtenção de diversos produtos, como a 
gasolina, o querosene, óleo diesel e outros produtos. A porcentagem de cada uma das 
frações listadas varia em função da origem do petróleo. Os principais combustíveis 
derivados fósseis são:
 • Gás Liquefeito do Petróleo-GLP
O GLP, gás liquefeito de petróleo, é constituído por hidrocarbonetos que são 
produzidos no início da destilação do petróleo e também durante o processamento 
do gás natural. Para o GLP proveniente do petróleo, os hidrocarbonetos que aparecem 
em maiores proporções são os compostos de três átomos de carbono (propano e 
propeno) e de quatro carbonos (butano e buteno). Pequenas quantidades de etano 
e pentano também podem ocorrer.
Os hidrocarbonetos predominantes no GLP são gasosos à pressão e temperatura 
ambientes, mas liquefazem-se quando pressões relativamente baixas são aplicadas, 
proporcionando a redução a pequenos volumes, facilitando os trabalhos de manuseio 
e transporte.
O GLP apresenta grandes vantagens sobre os combustíveis sólidos ou líquidos, 
devido ao seu alto poder calorífico, que é da ordem de 46.024 kJ/kg e menor toxidade 
e risco de explosão. Em veículos leves, as emissões de NOx são próximas das obtidas 
com a gasolina, mas as outras emissões são menores.
• Gasolina
A gasolina é líquida, volátil, inflamável e constituída por mistura de 
hidrocarbonetos (normalmente de 4 a 12 átomos de carbono). A faixa de destilação da 
gasolina automotiva varia de 30 a 220°C. A gasolina é o combustível mais consumido 
dentre os que são utilizados em transporte rodoviário.
A gasolina é um combustível de relativa alta densidade energética, sendo muito 
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
adequado para motores de ciclo Otto. Porém, possui um número de octanagem 
menor do que outros combustíveis usados nesses motores, o que limita as razões de 
compressão e a eficiência energética dos motores a gasolina.
O índice de octanagem é um importante parâmetro da qualidade da gasolina. 
Esse índice mede a tendência de um combustível detonar quando queimado no 
cilindro de um motor. Quanto maior o índice de octanagem, menor a tendência à 
detonação. De acordo com a definição do índice de octanagem, o isoctano (2,2,4 
trimetil pentano) tem o valor de 100 para esse índice, enquanto o n-heptano (C7H16) 
possui o valor de zero. Por exemplo, uma octanagem de 87 equivale a uma mistura 
de 87% de isoctano e 13% de heptano.
No Brasil, denomina-se gasolina regular aditivada aquele combustível que 
possui aditivos detergentes/dispersantes, que têm a função de impedir a formação 
de depósitos, mantendo limpos os bicos injetores e as válvulas de admissão.
• Óleo Diesel
O óleo diesel é obtido através da sua destilação entre temperaturas de 250 e 
350 ˚C.É constituído basicamente de hidrocarbonetos.
Em aplicações automotivas, o óleo diesel tem relativamente baixas emissões 
de CO e hidrocarbonetos, mas altas emissões de NOx e material particulado. As 
desvantagens nas emissões têm potencial para melhoramentos. Uma redução no 
conteúdo de enxofre por exemplo, reduz não somente as emissões de SO2, mas 
também as emissões de material particulado. Como a gasolina, o controle nas 
emissões fornece um incentivo para a reformulação do óleo diesel.
5.3 Biomassa
Biomassa é a matéria orgânica da terra, principalmente, os resíduos de plantas. 
No campo da energia, o termo biomassa é usado para descrever todas as formas de 
plantas e derivados que podem ser convertidos em energia utilizável, como madeira, 
resíduos urbanos e florestais, grãos, talos, óleos vegetais e lodo de tratamento 
biológico de efluentes. A energia gerada pela biomassa é também conhecida como 
“energia verde” ou “bioenergia”, isto é, o conjunto de recursos biologicamente 
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QUÍMICA AMBIENTAL
renováveis.
Uma das formas de utilização da biomassa é através da queima direta para 
produzir energia. Outra forma de utilização é através do processamento da biomassa 
para produção de combustíveis.
A obtenção de combustível a partir da biomassa pode ser realizada através de 
processos químicos, como a gaseificação, ou através de processos biotecnológicos, 
como a fermentação. Como exemplos, pode-se citar o álcool e o biogás.
Há muitas vantagens na utilização da biomassa diretamente como combustível, 
por exemplo, as reduzidas emissões de poluentes. As emissões de CO2, liberadas 
durante a queima de biomassa podem ser consideradas praticamente nulas, pois esse 
gás é reabsorvido no próximo ciclo de vida da planta, no processo de fotossíntese. 
Além disso, a madeira, por exemplo, contem pouca cinza (1% ou menos), o que reduz 
a quantidade de cinza que precisa ser disposta no meio ambiente, em comparação 
ao carvão mineral.
Entretanto, deve ser observado que, em comparação com os combustíveis 
fósseis sólidos, a biomassa contém muito menos carbono e mais oxigênio e, como 
conseqüência, tem um menor poder calorífico. Além disso, o conteúdo de cloro de 
certas biomassas, como algumas palhas, pode exceder o nível encontrado no carvão.
Entre os diversos tipos de biomassa que podem ser usados como combustíveis, 
destacam-se:
• Lenha
É o combustível mais antigo em uso e, atualmente, ainda é bastante utilizado 
em alguns países, incluindo o Brasil. A lenha é a madeira (tronco e galhos) de árvores 
nativas ou de reflorestamentos, e o carvão vegetal é a lenha que sofreu o processo da 
carbonização, principalmente, em fornos.
A lenha, sendo madeira, é constituída de celulose, resinas, água e sais minerais. A 
queima da lenha é feita sobre grelhas, e a chama produzida é longa, devido aos gases 
da combustão. Outro tipo de combustível seria na forma de serragem e cavaco, que 
são resíduos da indústria de beneficiamento da madeira, como a indústria moveleira, 
de papel e outras.
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
•		Álcool Etílico
No Brasil, o álcool etílico, ou etanol (C2H6O), é mais conhecido simplesmente 
como álcool. O emprego do álcool etílico como combustível foi uma solução brasileira 
para a crise do petróleo do final da década de 70, através do programa Pro-álcool.
O álcool etílico é obtido da biomassa, normalmente de plantas ricas em açúcar, 
amido e material celulósico, através da fermentação da glicose (açúcar). A maior 
parte da glicose pode ser extraída diretamente de plantas ricas em açúcar, o que não 
necessita de hidrólise; plantas ricas em amido precisam ser processadas por hidrólise 
enzimática e materiais celulósicos requerem hidrólise ácida.
O álcool etílico pode ser usado tanto em motores do ciclo Otto como do ciclo 
Diesel e é usado, principalmente, em misturas com gasolina. Portanto, existem dois 
tipos de álcool fabricados no Brasil, o álcool anidro e o hidratado. O álcool anidro é 
o álcool etílico com teor mínimo de 99,3º INPM (porcentagem de álcool em massa, 
em uma mistura hidroalcoólica à temperatura padrão de 20ºC), sendo usado como 
aditivo oxigenante da gasolina. O álcool hidratado possui um teor alcoólico mínimo 
de 92,6ºINPM, e é usado como combustível em veículos de passeios e comerciais 
leves.
• Biogás
É produzido através da digestão anaeróbia, ou seja, pela biodegradação de 
matéria orgânica pela ação de bactérias na ausência de oxigênio. Os principais 
resíduos orgânicos utilizados na produção de biogás são estercos de animais, lodo de 
esgoto, lixo doméstico, resíduos agrícolas, efluentes industriais e plantas aquáticas. A 
composição do biogás é constituída principalmente de gás metano (50 a 75%) e gás 
carbônico (20 a 40%), contendo também hidrogênio, gás sulfídrico, amônia, água, 
etc.
Simultaneamente à obtenção do biogás, a digestão anaeróbia de matéria 
orgânica produz resíduo rico em fósforo e nitrogênio, que pode ser utilizado como 
fertilizante agrícola, denominado biofertilizante.
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QUÍMICA AMBIENTAL
• Biodiesel
O biodiesel é produzido a partir de óleos vegetais puros ou usados e de gorduras 
animais (sebo). Tais óleos e gorduras sofrem uma reação com álcoois de cadeia curta 
(etanol ou metanol) à temperatura de 50 ˚C, chamada de reação de transesterificação 
de triglicerídeos, resultando os compostos conhecidos como ésteres de ácidos 
graxos (etílicos ou metílicos), tendo a glicerina como subproduto. Ele é usado em 
substituição ou adicionado ao diesel de petróleo (petrodiesel).
A reação de transesterificação é catalisada por ácido ou base, dependendo 
das características do óleo e/ou gordura utilizados. As matérias-primas utilizadas 
na produção de biodiesel são: mamona, amendoim, girassol, dendê, soja, babaçu, 
caroço de algodão, gordura animal, buriti, etc.
6 Produtos da Combustão
Os produtos da combustão, também chamados de gases de combustão, são os 
produtos resultantes das reações que ocorrem durante o processo de combustão. 
Entre os diversos gases que podem ser formados, podem-se citar os seguintes:
•	 Dióxido de carbono (CO2), presente em todas as combustões completas.
•	 Vapor d’água (H2O), presente em todas as combustões completas.
•	 Óxidos de enxofre (SO2 e SO3), resultam da oxidação do enxofre presente 
como impureza nos combustíveis fósseis.
•	 Monóxido de carbono (CO), que tem a sua formação através da relação 
oxigênio/combustível e pela eficiência da queima da mistura ar/combustível. 
Isto é, ocorre nas reações de combustão incompleta.
•	 Óxidos de nitrogênio (NO e NO2), que têm a sua formação dependente da 
temperatura da combustão.
•	 Hidrocarbonetos (HC), que são as frações dos combustíveis orgânicos não 
queimados ou que sofreram apenas oxidação parcial.
•	 Aldeído (R-CHO), que resulta da oxidação parcial do combustível durante a 
queima. Os principais aldeídos são o formaldeído (metanal) e o acetaldeído 
(etanal).
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
Na combustão de sólidos, líquidos e de gases, também podem ser liberados 
materiais particulados que resultam da combustão das frações mais complexas de 
hidrocarbonetos em condições insuficientes de oxigênio e tempo para uma queima 
adequada. Resultam também da condensação dos aerossóis e vapores de desgaste ou 
deterioração de materiais. Na combustão, resulta de duas fontes principais: material 
inorgânico presente no combustível (cinzas) e fuligem, formada pela combustão 
incompleta.
As cinzas, normalmente, encontram-se na forma de óxidos de elementos 
inorgânicos do combustível, tais como CaO, Al2O3, K2O, etc.
A Fuligem, pode ser formada devido a recombinações de elementos voláteis ou 
frações leves do combustível, sob condições específicas ainda não bem conhecidas e 
determinadas. Pode ser formada também devido à liberação de voláteis incompleta 
de gotas ou do combustível sólido, os quais não tiveram tempo, temperatura e 
oxigênio suficiente para oxidação completa. As partículasde fuligem são a principal 
causa da luminosidade das chamas.
Muitos dos compostos liberados na combustão são poluentes atmosféricos, 
como os citados acima. Com exceção do gás carbônico e do vapor d’água. Já vimos 
que esses poluentes contribuem para a intensificação do efeito estufa na atmosfera. 
Por isso, muitos estudos sobre combustão têm sido realizados com o objetivo de 
elucidar e minimizar a produção dos poluentes formados neste processo. Os efeitos 
dos poluentes da combustão podem ser diretos (doenças, aumento do efeito estufa) 
ou indiretos, que são a formação de poentes secundários (smog fotoquímico e chuva 
ácida).
7 Determinação do Poder Calorífico
O poder calorífico pode ser determinado teoricamente, através de cálculos 
(métodos matemáticos, por exemplo, a fórmula de Dulong), desde que se 
tenha a composição elementar do combustível e o calor de combustão dos 
elementos ou compostos gasosos. Esse parâmetro também pode ser determinado 
experimentalmente através de calorímetros como a bomba calorimétrica de Berthelot-
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QUÍMICA AMBIENTAL
Mahle (combustíveis sólidos e líquidos) e o calorímetro de Junkes (combustíveis 
líquidos e gasosos).
8 Medidas preventivas
Foi criado pelo governo brasileiro, em 1993, um programa de controle da 
poluição do ar para veículos automotores, com objetivo de fazer com que as indústrias 
automobilísticas reduzissem a emissão de monóxido de carbono. Como conseqüência, 
surgiu o conversor catalítico, chamado de catalisador. É um equipamento colocado 
na descarga do automóvel, com a finalidade de promover reações químicas de forma 
rápida de certos gases poluentes em outros menos poluentes, de acordo com as 
seguintes equações:
2 CO + O2 2 CO2
2 NO +2 CO N2 + 2 CO2
C7H16 + 11 O2 7 CO2 + 8 H2O
Essas reações catalíticas ocorrem através da ação dos metais (catalisadores), tais 
como paládio (Pd), ródio (Rh) e molibdênio (Mo).
ATIVIDADE 01
1.1. De onde vem a energia térmica liberada 
nas combustões?
1.2. Quais as diferenças entre a combustão 
completa e a incompleta?
1.3. Por que o álcool etílico é um combustível 
ecologicamente correto?
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
RESUMINDO
Nesta aula, aprendemos sobre a importância dos 
combustíveis orgânicos para o desenvolvimento de 
uma nação e a sobrevivências dos animais (alimentos). 
Vimos que as reações de combustão são responsáveis 
por um dos maiores problemas ambientais do planeta: 
a poluição atmosférica, através de sua contribuição no 
smog fotoquímico e químico, na chuva ácida e no aumento 
do efeito estufa, além de provocar doenças. Verificamos 
também que os combustíveis orgânicos são a maior fonte 
de energia para movimentar os veículos e manter as 
indústrias funcionando. 
1.4. Pesquise os produtos da destilação do petróleo.
1.5. Relacione os benefícios e os problemas ambientais produzidos 
pelo petróleo.
1.6. O principal combustível do biogás é o mesmo do gás natural. 
Escreva a equação de combustão e complete as equações de 
combustão incompleta.
1.7. Defina biomassa e cite seis exemplos de combustíveis dela 
provenientes.
1.8. Qual a finalidade do conversor catalítico nos automóveis? Explique 
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QUÍMICA AMBIENTAL
AVALIANDO SEUS CONHECIMENTOS
Considerando a leitura desta aula, as atividades e leituras 
complementares desenvolvidas por você, resolva as 
seguintes questões.
1. Escreva a equação balanceada da combustão 
completa e uma incompleta do octano.
2. Coloque os combustíveis álcool, carvão e gasolina 
em ordem crescente de lançamento do gás tóxico SO2 
durante a combustão. Explique.
3. Técnicos comparam a capacidade energética dos 
combustíveis em função do calor liberado por massas iguais 
dessas substâncias. De acordo com a tabela abaixo:
LEITURA COMPLEMENTAR
BRAGA, B. et al. Introdução a engenharia ambiental. 2. 
ed. São Paulo: Ed. Pearson / Prentice Hall, 2002.
h t t p : / / w w w . u s p . b r / q a m b i e n t a l / c o m b u s t a o _
energiaExperim ento.html. Acesso maio, 2007.
PETROBRÁS. Disponível em: <http://www.petrobras.com.
br/pt/>. Acesso em 01 maio 2007.
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COMBUSTÍVEIS ORGÂNICOS
Combustível Massa molarLondres
Entalpia de 
combustão
Álcool etílico 
(etanol) 46 g/mol -1369 kJ/mol
Álcool metílico 
(metanol) 32 g/mol -763 kJ/mol
Butano 58 g/mol -2280 kJ/mol
Hidrogênio 2 g/mol -286 kJ/mol
Qual desses combustíveis tem maior capacidade 
energética? Qual é o menos poluente?
4. Considere a seguinte situação-problema:
A cidade de São Paulo produz 4 milhões de m3 de 
esgoto por dia. O tratamento de 1 m3 desse esgoto 
produz em média 0,070 m3 de biogás, no qual 60% são 
de metano. Usado como combustível de veículos, 1m3 
de metano equivale a 1 L de gasolina.
Agora, responda às questões a seguir:
a) Quantos litros de gasolina seriam economizados 
diariamente se todo o esgoto de São Paulo fosse tratado 
para produzir metano? 
b) Escreva a equação química que representa o 
aproveitamento do metano como combustível.
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QUÍMICA AMBIENTAL
CONHECENDO AS REFERÊNCIAS
BAIRD, C. Química Ambiental.2. ED., São Paulo: Bookman, 2002. 
BRANCO, S. M. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Editora Moderna, 1993. 
BRANCO, S. M. Meio Ambiente e Biologia. São Paulo: Senac, 2005.
CARVALHO JÚNIOR, J. A.; MCQUAY, M. Q. Princípios de combustão aplicada. 
Florianópolis: Editora da UFSC, 2007.
HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. 3. ed. São Paulo: Pioneira 
Thomson Learning, 2003.
GOLDEMBERG, J. Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento. São Paulo: Edusp, 
2003
MANO, E. B.; PACHECO, E. B. A. V.; BONELLI, C. M. C. Meio ambiente, poluição e 
reciclagem. São Paulo: Edgar Blucher Ed., 2005.
MANAHAN, S. E. Fundamentals of Environmental Chemistry. 2. ed. Boca Raton: 
Lewis Publishers, 2001.
OLIVIER, M. J. Chime de L’environnement. 3. ed. Canadá: Ed. Editeur Les productions, 
1998.
ROCHA, J. L; ROSA, A. H.; CARDOSO, A. A. Introdução à Química Ambiental. Porto 
Alegre: Bookman, 2004.
TOLMASQUIM, M. T. Fontes Renováveis de Energia no Brasil. Rio de Janeiro, 
Interciência, 2003