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Apostila de Química XI - Parte 2

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Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 56 
 
 
 
1. Introdução 
 
Plásticos: 
todo plástico é um polímero, porém nem todo polímero 
é um plástico 
 
 
A palavra polímeros é derivada do grego: 
 
 
poli => muitos(as) 
meros => partes 
 
 
 
1.1 Termos importantes 
 
Monômeros => compostos químicos que irão reagir 
para formar polímeros 
Oligômeros => moléculas de massa molecular 
intermediária, contendo número relativamente baixo 
de meros 
Meros => unidades químicas que se repetem em um 
polímero 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 57 
Polímeros são moléculas com elevada massa 
molecular relativa, em cuja estrutura há repetidas 
unidades químicas simples (meros). 
 
Polimerização => nome particular dado à reação de 
obtenção de polímeros 
 
 
 
 
 
 
Homopolímeros => polímeros derivados de uma única 
espécie de monômero 
 
~~-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-~~ 
 
Copolímeros => polímeros derivados de mais de uma 
espécie de monômero. Podem ser: 
 
 
 
 ~~-A-A-B-A-B-B-A-B-A-A-B-A-A-A-A-B-B-A-B-B-B-~~ 
 
 ~~-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-~~ 
 
 ~~-A-A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-A-A-A-A-A-A-A-A-~~ 
 
 
monômero ou 
mistura de 
monômeros 
polimerização 
Polímero 
aleatórios 
alternados 
em blocos 
graftizados 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 58 
1.2 Nomenclatura 
 
Em geral, é dada de acordo ao monômero que deu 
origem ao polímero 
Exs.: 
 
Polietileno 
 
 
 
 
 
 
Poli(tetrafluoretileno) 
 
 
 
 
 
1.3 Características gerais 
 
� Massa molecular => é elevada; depende da 
etapa de obtenção, portanto pode variar para 
um mesmo tipo de polímero 
 
� Capacidade de formar filmes (exs.: tintas, 
revestimentos, etc) 
etileno polietileno “mero” do 
polietileno 
tetrafluoretileno PTFE (teflon) “mero” do PTFE 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 59 
 
� Solubilidade 
 
não solubilizam como as moléculas de baixo 
peso molecular 
 
 
 
inchamento solubilização 
 
 
� Polímeros são mais leves que materiais como a 
madeira, metais e cerâmicas; são processados 
em temperaturas inferiores às do 
processamento de alumínio e aço. 
 
� A aditivação pode conferir novas propriedades, 
ampliando a possibilidade de aplicações 
 
� É possível obter materiais com características 
diferentes a partir do mesmo polímero, apenas 
alterando-se as condições reacionais e/ou o(s) 
aditivo(s) utilizados 
 
 
As propriedades (mecânicas, térmicas, resistência a 
solventes, ópticas elétricas, etc) apresentadas pelo 
polímero determinam sua aplicação. 
 
 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 60 
2. Classificação dos Polímeros 
 
2.1 Quanto à ocorrência 
 
� naturais => amilose e amilopectina 
(polissacarídeos), celulose, amido, ácidos 
nucléicos, proteínas, borracha natural 
 
 
OBS.: O diamante é uma macromolécula natural 
inorgânica, com milhões de átomos de carbono fazendo 
ligações covalentes em arranjo tetraédrico 
 
 
� sintéticos (nylon, poliestireno) 
 
2.2 Quanto à estrutura química 
 
relativa aos grupos funcionais presentes nas 
cadeias poliméricas (poliamidas, poliésteres, 
poliéteres, etc). 
 
2.3 Quanto ao método de preparo (tipo de reação de 
polimerização) 
 
� polímeros de adição (reação sem formação de 
subprodutos) 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 61 
� polímeros de condensação (reação com 
formação de subprodutos como HCl, H2O, KCl) 
 
2.4 Quanto à estrutura das cadeias 
 
� Lineares (as cadeias não apresentam 
ramificações) 
 
 
 
 
� Ramificados (as cadeias são ramificadas) 
 
 
 
 
 
� Reticulados (as cadeias são ligadas entre si, por 
meio de ligações cruzadas) 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 62 
2.5 Quanto às características tecnológicas 
(fusibilidade) 
 
� termoplásticos (fusão por aquecimento) => 
possuem ligações químicas fracas entre as 
cadeias, que são facilmente rompidas com 
aplicação de energia (calor). Ex.: garrafas de 
PET. 
 
� termorrígidos (infusíveis e insolúveis) => 
possuem estrutura reticulada (tridimensional) 
com ligações químicas covalentes entre as 
cadeias (ligações cruzadas), cujo rompimento 
implica em fornecimento de grande quantidade 
de energia. Essa energia aplicada acaba por 
romper também as ligações das próprias 
cadeias, degradando o material. Ex.: borracha 
vulcanizada (pneus) 
 
OBS: o termo plástico deriva do grego plastiko, 
que significa “que pode ser moldado” 
 
2.6 Quanto ao comportamento mecânico 
 
� Borrachas ou elastômeros => polímeros que 
exibem elasticidade em longa faixa à 
temperatura ambiente. Capazes de sofrer 
grandes deformações sem se romper, pois 
possuem ligações cruzadas (em número menor 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 63 
que nos termorrígidos), o que lhes permite 
grande flexibilidade. Ex.:poli(butadieno). 
 
OBS: ao cessar a tensão, a deformação cessa e 
o corpo recupera as dimensões originais 
 
� Plásticos (termoplásticos) => plásticos rígidos 
suportam elevados graus de tensão à Tamb , 
rompendo-se após pequena deformação; 
plásticos flexíveis deformam-se mais, sendo 
mais resistentes à ruptura. Ex.: polietileno 
 
� Fibras => materiais que possuem elevada razão 
entre seu comprimento e suas dimensões 
laterais, composto de moléculas lineares, 
orientadas longitudinalmente. Apresentam 
grande resistência à tração na direção em que 
estão orientadas, com baixa deformação. Ex.: 
nylon. 
 
2.7 Quanto à estrutura molecular 
 
� amorfos => o arranjo das cadeias apresenta-se 
de maneira aleatória (forma enovelada). Exs.: 
poliestireno, poli(metacrilato de metila), 
poli(cloreto de vinila) 
 
Esquema representativo de cadeias de um polímero amorfo 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 64 
 
� semicristalinos => cadeias estão parcialmente 
organizadas. Exs.: polietileno, poli(óxido de 
etileno). 
 
 
Esquema representativo de cadeias de um polímero semicristalino 
 
 
A cristalinidade é responsável pela opacidade 
dos polímeros; o grau de cristalinidade pode 
variar com o tratamento que o material recebe 
(térmico, por exemplo) e afeta propriedades 
como resistência à tração e solubilidade 
 
 
 
3. Reações de Polimerização 
 
3.1 Poliadição 
� três processos cinéticos sucessivos: 
iniciação propagação terminação 
� normalmente requer um iniciador para formar 
os centros ativos (íons ou radicais) que iniciam 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 65 
e propagam a polimerização rapidamente; os 
monômeros empregados devem possuir ligações 
duplas ou triplas (também ocorrendo com 
determinados monômeros cíclicos). 
 
� ocorre molécula a molécula (reação entre o 
centro ativo e o monômero). 
 
� para cada centro ativo que desaparece é 
gerado outro (reação em cadeia) 
 
� o crescimento do polímero cessa quando se 
destrói o centro ativo. 
 
� as cadeias crescem rápido até atingir o peso 
máximo. 
 
� não há geração de subprodutos. 
 
� tempos de reação mais prolongados dão maior 
rendimento, mas não maior massa molecular. 
� A iniciação pode ocorrer através de calor, 
radiação, catalisadores ou agentes 
químicos (iniciadores). Pode ser realizada: 
 
Via radicais livres (homólise) 
 
peróxidos, hidroperóxidos ou azocompostos 
 
Via aniônica ou via catiônica (heterólise) 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 66 
 
Ex. de polimerização via radicais livres 
 
 
 
Iniciação (ataque do centro ativo ao monômero; fase 
mais lenta) 
 
 
Propagação (aumento do tamanho dascadeias e 
conseqüentemente da massa molecular) 
 
Terminação (por consumo de todo o monômero ou por 
adição de um agente que interrompe a reação em cadeia 
ou encontro de dois centros ativos quaisquer) 
 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 67 
� Policondensação 
� cada reação entre os grupos funcionais de 
duas moléculas quaisquer é uma reação 
completa e independente (reação em 
etapas), não havendo distinção entre 
início, crescimento e final 
 
� a reação ocorre entre os grupos funcionais 
dos monômeros, formando dímeros, 
trímeros, tetrâmeros, oligômeros e 
polímeros. 
 
� moléculas de qualquer tamanho 
(monômeros, oligômeros ou polímeros), 
iguais ou diferentes, podem reagir entre 
si. 
 
� cada cadeia cresce lentamente; altos 
pesos moleculares são obtidos apenas com 
altas conversões. 
 
� há geração de subprodutos. 
 
� a polimerização normalmente acaba pela 
diminuição da concentração dos grupos 
funcionais, por aumento na viscosidade ou 
propositadamente. 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 68 
� tempos de reação mais prolongados geram 
polímeros de maior massa molecular e 
maior rendimento. 
 
 Ex. de policondensação 
 
 
 
 
 - H2O 
 
 
 
 
 
4. Alguns dos polímeros de interesse no mercado 
 
Polietileno (PE) => é um dos termoplásticos mais comuns, 
apresentando baixo custo. É semi-cristalino, não 
higroscópico, apresenta alta resistência à umidade e ao 
ataque químico, boa flexibilidade, baixa resistência 
mecânica, fácil processamento, atóxico e inodoro. Seu 
mero é o etileno (eteno): 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 69 
 
 
Há quatro tipos básicos: 
 Polietileno de Baixa Densidade (PEBD) (0,910-
0,925g/cm3) => moléculas com alto grau de ramificações, 
sendo mais leve e flexível. Aplicações: filmes, laminados, 
embalagens, brinquedos, isolamento de fios, etc. 
Polietileno de Baixa Densidade Linear (PEBDL) 
(0,918-0,940g/cm3) => apresenta moléculas com menos 
ramificações, que são mais regulares e mais curtas do 
que no PEBD. Aplicações: bolsas de gelo, utensílios 
domésticos, canos, tubos etc. 
 Polietileno de Alta Densidade (PEAD) (0,935-
0,960g/cm3) => estrutura praticamente isenta de 
ramificações, constituindo um plástico rígido. Aplicações: 
bombonas, garrafas, tanques de combustível automotivo, 
material hospitalar, etc. 
Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PEUAPM) 
=> é praticamente infusível e de difícil processamento. 
Aplicações: engrenagens, revestimentos de pistas, 
componentes para bombas de líquidos corrosivos, 
implantes de ossos artificiais, etc. 
 
Polipropileno (PP) => polímero incolor e inodoro, não 
higroscópico, com baixa densidade, semi-cristalino, com 
elevada resistência química, boa resistência ao impacto e 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 70 
térmica, propriedades mecânicas moderadas, fácil 
moldagem e baixo custo. Aplicações: tapetes, fibras para 
roupas, cordas, material isolante, bandejas, baldes, 
potes, prateleiras, pára-choques de automóveis, carcaças 
de eletrodomésticos, válvulas para aerossóis, brinquedos, 
seringas, utilidades domésticas, dutos, peças técnicas, 
filmes, revestimentos, etc. Seu mero é o propileno 
(propeno): 
 
 
Poli(cloreto de vinila) (PVC) => plástico amorfo ou de 
baixa cristalinidade, com facilidade de processamento e 
baixo custo, resistência à queima, propriedades 
mecânicas e rigidez elevadas. Aplicações: tubulações 
para água e esgoto, perfis, pisos, capas de chuva, 
garrafas plásticas, toalhas de mesa, cortinas de 
chuveiro, filmes (finas películas) para embalar alimentos, 
calçados, solados, bolsas e roupas imitando couro, 
carteiras transparentes para identificação, bonecas, 
desentupidores de pia, bolas, etc. Seu mero é o cloreto 
de vinila: 
 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 71 
Poliestireno (PS) => termoplástico amorfo, duro, 
quebradiço, não higroscópico, baixo custo, de fácil 
processamento, com transparência e alta versatilidade, 
resistente aos ácidos e bases, possui baixa resistência 
aos solventes orgânicos e propriedades mecânicas 
moderadas. Aplicações: copos, pratos, xícaras, jarras, 
brinquedos, embalagens para cosméticos e alimentos, 
grades de ar condicionado, peças internas e externas de 
eletrodomésticos e aparelhos eletrônicos, circuladores 
de ar, ventiladores e exaustores, peças termoformadas, 
saltos de sapato, etc. Seu mero é o estireno: 
 
 
 
 
Policarbonato (PC) => apresenta excelente resistência ao 
impacto e estabilidade térmica e boas características de 
isolamento elétrico.Tem uma estrutura amorfa e é 
transparente. Aplicações: compact-discs (CDs), janelas 
de segurança, chapas, óculos de segurança, bandejas, 
jarros, tigelas, escudos anti-choque, aquários, lentes de 
faróis de carros, capacetes, etc. É um poliéster 
aromático sendo o mais comum derivado do fosgênio e do 
bisfenol-A: 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 72 
 
 
Poli(tereftalato de etileno) (PET) => o homopolímero 
cristaliza-se com facilidade (ficando mais opaco); os 
copolímeros de PET se cristalizam mais lentamente 
(produto com boa transparência). Esse copolímero é 
especialmente adequado para moldagem por injeção, na 
produção de pré-formas para o sopro de garrafas. 
Apresenta boa resistência mecânica, térmica e química, 
bem como boas propriedades de barreira a gases. 
Aplicações: garrafas para bebidas carbonatadas, óleos 
vegetais, produtos de limpeza, fibras para tecidos, 
películas transparentes, chapas, isolamento de 
capacitores, películas cinematográficas, fitas 
magnéticas, filmes e placas para radiografia, carcaças de 
bombas, carburadores, componentes elétricos de carros, 
etc. Seu mero é o tereftalato de etileno: 
 
 
 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 73 
Poliamidas (PA) => termoplásticos duros, com elevada 
resistência mecânica e boa resistência à fadiga, à 
abrasão e ao impacto. Os tipos mais comuns são a 
poliamida 6.6 e a poliamida 6. Possui estrutura semi-
cristalina e apresenta alto grau de higroscopia, 
Aplicações: buchas, roletes de correias, filamentos, fios, 
bases de máquinas, engrenagens, tecidos, filmes para 
embalagens, mecanismos, peças e equipamentos que 
trabalham em contato com combustíveis, mangueiras 
para ar comprimido, componentes elétricos, etc. 
 
 
5. Processamento de Polímeros 
 
 Depois de obtido, são adicionados ao polímero 
ingredientes para o preparo da mistura (ou composição) 
moldável. 
 
Técnicas: 
 
Com aquecimento e sem pressão 
 
 Vazamento => a solução do polímero ou os 
monômeros que o formarão são vertidos diretamente no 
molde. Ex.: espumas de poliuretanos. 
 
 Fiação (por fusão) => obtenção de fibras pela 
passagem do polímero fundido através de uma placa 
(fieira); o resfriamento promove a solidificação dos 
filamentos. Uso: termoplásticos. Ex.: fibras de poliéster. 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 74 
Com aquecimento e com pressão 
 
Extrusão => o material aquecido passa através de 
um perfil do objeto desejado, solidificando-se com o 
resfriamento. Exs.: chapas, tubos 
 
 
 
Injeção => a composição moldável é colocada em um 
cilindro aquecido e impulsionado por um parafuso até o 
bico de injeção. Uso: Em geral, termoplásticos. Ex.: 
tampas de embalagens (como potes de sorvete) 
 
Fonte: www.demet.ufmg.br 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 75 
Sopro => insuflação de ar no material aquecido, 
entre as duas metades de um molde. Indicados para 
produção de peças ocas. Exs.: garrafas de PET ou PVC. 
 
 
Fonte: www.solvayindupa.com 
 
Compressão => o material aquecido é comprimido no 
interior da cavidade do molde. O molde forma o relevoda peça sem muito detalhamento. Uso: Em geral, 
termorrígidos. Ex.: solado de borracha. 
 
 
Calandragem => o material previamente fundido 
passa entre calandras (cilindros) que o comprimem 
formando um filme ou chapa; na calandragem pode-se 
gerar desenhos em relevo (efeito decorativo) no 
material. Usos: termoplásticos ou termorrígidos. Exs.: 
cortina de banheiro (PVC), toalhas plásticas. 
 
 
Fonte: www.albag.com.br 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 76 
 
Termoformação => placas do material termoplástico 
(previamente produzidas) são submetidas ao calor até 
seu amolecimento e aplicadas sobre os moldes, nos quais 
se aplica vácuo ou pressão. Uso: termoplásticos. Exs.: 
embalagens e descartáveis (copinhos de café de PS). 
 
 
 
 
Fonte: www.labinfo.cefetrs.edu.br 
 
 
Sem aquecimento e sem pressão 
 
 Fiação (sem fusão) 
seca => a solução concentrada do polímero passa por uma 
fieira e as fibras se solidificam após a evaporação do 
solvente. Ex.: poli(acrilonitrila) (PAN) 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 77 
úmida => a solução aquosa do polímero passa por uma 
fieira e as fibras se solidificam após passagem por um 
meio ácido. 
 
 
 
 Imersão => usado na fabricação de corpos ocos, o 
molde é imerso em uma solução coagulante e em uma 
solução do polímero, sendo posteriormente colocado em 
estufa para completar a polimerização. Ex.: luvas de PVC. 
 
6. Reciclagem de Polímeros 
 
Reutilizar vs Reciclar 
 
 
Reutilizar => dar nova aplicação a materiais que 
ainda estão em condições de uso, evitando jogar no 
lixo o que ainda pode ser aproveitado. Ex: uso em 
oficinas de arte e artesanato. 
 
Reciclar => transformar o material reciclável em 
produto útil através de processos industriais. No 
caso dos plásticos pode ser dividida em: primária, 
secundária, terciária e quaternária. 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 78 
Tipos de Reciclagem 
 
Primária e Secundária 
 
São recuperações mecânicas; não há reações 
químicas no processo. São realizadas pelo 
aquecimento do polímero até a fusão, com posterior 
reprocessamento. 
 
OBS: a reciclagem primária é feita com as peças que 
ainda não saíram da fábrica. 
 
 
Terciária 
 
Reciclagem química que envolve o processo de 
despolimerização (conversão de polímeros em 
monômeros). 
 
Quaternária 
 
Reciclagem térmica envolvendo a incineração do 
material, com aproveitamento da energia calorífica 
gerada. 
 
Simbologia para polímeros recicláveis 
 
Os símbolos usados para identificar os plásticos 
recicláveis foram padronizados pela ABNT 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 79 
7. Borrachas 
7.1 Propriedades 
� capacidade elástica (alcance de altos 
alongamentos: 500-1000%); 
� alta dureza; 
� flexibilidade; 
� impermeabilidade; 
� as moléculas devem ter algumas ligações 
próximas e ligações cruzadas. 
 
7.2 Formulação de borrachas 
A formulação de uma borracha é composta de vários 
ingredientes, além da borracha. Cada um dos 
ingredientes tem uma função específica na formulação. 
Os principais ingredientes que integram uma formulação 
são: 
 
Elastômero (a borracha propriamente dita); agentes de 
vulcanização; aceleradores; ativadores; cargas; 
inibidores, etc. 
 
� Sistema de vulcanização ou cura 
processo irreversível durante o qual um composto de 
borracha, através de uma mudança em sua estrutura, 
torna-se menos plástico e mais resistente ao inchamento 
por líquidos orgânicos, enquanto que as propriedades 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 80 
elásticas são conferidas ou aumentadas em uma grande 
faixa de temperatura. 
� Fatores envolvidos na seleção dos 
sistemas de cura: tipo de borracha; tipo e 
qualidade de ativadores; velocidade de 
cura; toxidez; facilidade de dispersão e 
etc. 
 
Agentes de vulcanização 
O agente mais comum é com o enxofre => ajuste mais 
simples entre o inicio da vulcanização e o patamar de 
vulcanização; maior flexibilidade na composição; 
possibilidade de vulcanização por ar quente; melhores 
propriedades mecânicas; maior economia. 
 
Peróxidos orgânicos => fornecem melhor estabilidade ao 
calor, menor deformação residual e não-corrosão de 
metais. 
 
Aceleradores 
Compostos orgânicos que aumentam a velocidade de cura 
e fornecem à borracha vulcanizada propriedades físicas 
superiores. 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 81 
Ativadores 
Substâncias que aumentam a eficiência dos aceleradores 
(aumentam a velocidade do sistema de cura com 
enxofre); formado por compostos de óxidos metálicos, 
carbonatos, hidróxidos. 
 
Inibidores 
Aditivos adicionados à composição para impedir sua 
vulcanização prematura sob condições de processamento 
e estocagem. São usados principalmente a sílica 
precipitada, o ácido acetilsalicílico ou o ácido benzóico. 
 
� Cargas 
Sólido finamente dividido que é adicionado à 
composição para facilitar o processamento, modificar as 
propriedades físicas no artefato e/ou reduzir o “custo” 
da formulação. A principal carga utilizada é o negro de 
fumo (material escuro e finamente dividido). 
 
 
 
 
 
 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Polímeros 
 82 
8. Transições térmicas de polímeros 
 
� Temperatura de fusão cristalina (Tm) => 
temperatura em que os “cristais” de um 
polímero semicristalino fundem. 
 
� Temperatura de cristalização (Tc) => 
temperatura em que os “cristais” de um 
polímero semicristalino se formam. 
 
� Temperatura de transição vítrea (Tg) => 
temperatura acima da qual as cadeias 
poliméricas adquirem mobilidade, passando de 
um estado vítreo (“congelado”) para um estado 
viscoso ou borrachoso. Está relacionada à fase 
amorfa do polímero e é característico para 
cada um. 
Ex.: se a Tg do polímero é de 20°C: em um dia de verão 
no Rio (40°C) ele estará “maleável” e em um dia de 
inverno em Nova York, ele estará sólido.
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 83 
 
 
 
1. Introdução 
 
Definição geral 
 
Combustível é qualquer substância capaz de reagir 
quimicamente com desprendimento de calor (reação 
exotérmica) 
 
O poder calorífico de um combustível é expresso pela 
quantidade de calor produzido na combustão por unidade 
de massa deste produto (normalmente expresso em 
kcal/kg), refletindo a quantidade de energia liberada 
pela combustão. 
 
1.1 Classificação 
 
Uma das classificações é dada de acordo com o 
estado físico do combustível. 
 
Sólidos => Exs.: madeira, carvão vegetal, hulha 
 
Líquidos => Exs.: querosene, gasolina 
 
Gasosos => Exs.: gás natural, propano, butano 
 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 84 
 
2. Combustíveis Sólidos 
 
Carvão 
 
 Vegetal => produzido pelo homem através da 
queima da madeira; a carbonização é realizada em 
temperatura próxima a 500°C. Seu principal uso é o 
doméstico. 
 
 Mineral (combustível fóssil) => produzido pela 
queima de florestas há milhões de anos. Possui maior 
poder calorífico e grande uso industrial. É classificado 
em função do teor de carbono ( ↑ % C, ↑ poder 
calorífico), sendo a hulha (80% de C) o tipo mais 
abundante e consumido. Seu principal uso é o 
industrial. 
 
 
OBS 
A principal matéria-prima para a produção de 
combustíveis líquidos e gasosos é o petróleo. 
 
 
 
Petróleo e derivados 
 
 
� Petróleo bruto (ou óleo cru ou petróleo) => é o 
óleo não processado, oriundo da decomposição 
de matéria orgânica por centenas de milhares 
de anos. Constituintes principais (% em peso): 
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Hidrogênio 11-14 % 
Carbono83- 87 % 
Enxofre 0,06 – 8 % 
Nitrogênio 0,11 - 1,7 % 
Oxigênio 0,1 – 2 % 
Metais até 0,3 % 
 
� A principal constituição do petróleo são os 
hidrocarbonetos (de 1 a 60 átomos de carbono, 
em média); quanto maior a cadeia carbônica, 
maior o ponto de ebulição: 
 
C1 a C4 (gases) 
C5 a C17 (líquidos) 
maior que C18 (sólidos) 
 
� Variações na composição ocorrem em petróleos 
de diferentes campos e profundidades de 
produção do mesmo poço, e em função da idade 
dos campos de óleo 
 
� Diferentes tipos de petróleo 
Viscosidade (semelhantes à água ou quase 
sólidos) 
Cores (de claro a negro) 
 
� Hidrocarbonetos geralmente presentes: 
parafínicos (alcanos), Naftênicos, Aromáticos, 
(cicloalcanos), alcenos, dienos e alcinos. 
 
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� Classificação de petróleos 
 
Todos os tipos de petróleo possuem os mesmos 
hidrocarbonetos, porém em quantidades diferentes 
 
 
°API => reflete a composição do petróleo em termos de 
frações leves e pesadas; toma por base a densidade do 
óleo 
 
 
↑ °API, ↑quantidade de frações leves , melhor qualidade 
 
De acordo com o °API, petróleos classificam-se em: 
 
� Petróleo leve ou de base Naftênica (ºAPI acima de 
30): além de alcanos, contém uma porcentagem de 
15 a 25% de cicloalcanos. Produz gasolina com alto 
índice de octanagem, além de óleos lubrificantes de 
baixo ponto de fluidez e baixo índice de 
viscosidade. 
 
� Petróleo médio ou de base Aromática (ºAPI entre 
21 e 30): além de alcanos, contém de 25 a 30% de 
hidrocarbonetos aromáticos. 
 
� Petróleo pesado ou de base Parafínica (ºAPI abaixo 
de 21): constituído, praticamente, só de alcanos. 
Produz gasolina de baixa octanagem, ou seja, de 
qualidade inferior a produzida pelo petróleo leve, 
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 87 
mas produz querosene de alta qualidade e óleos 
lubrificantes com elevado índice de viscosidade. 
 
� Refino do Petróleo (Destilação Fracionada) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Algumas frações podem ainda ser convertidas em 
outras através de processamento químico. 
 
Processamento químico => transformação de uma fração 
de derivado de petróleo em outra. Podem ser: 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 88 
� Craqueamento => processo que quebra grandes 
cadeias de hidrocarbonetos, convertendo-os em 
cadeias menores. Pode ser térmico ou catalítico. 
 
 Térmico 
 
 Vapor: etano, butano e nafta são convertidos 
em etileno e benzeno 
 
Viscorredução: é feita a partir dos resíduos da 
torre de destilação, promovendo a redução da 
viscosidade de óleos pesados e produzindo também 
alcatrão 
 
Coqueamento: conversão dos resíduos da torre 
de destilação em óleo pesado, gasolina e nafta. O 
resíduo deste processo (coque) é posteriormente 
limpo e comercializado. 
 
Catalítico 
 
Craqueamento Catalítico Fluido (FCC): craqueia 
gasóleo pesado em gasolina e óleo diesel 
 
Hidrocraqueamento: craqueia gasóleo pesado 
em gasolina e querosene (combustível de aviação) 
 
Exemplos de catalisadores: zeólita, 
hidrossilicato de alumínio, bauxita e alumino-
silicatos. 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 89 
 
� Reforma => combinação de hidrocarbonetos 
pequenos para formar outros maiores. O principal 
processo é a reforma catalítica, em que um 
catalisador transforma nafta de baixo peso 
molecular em compostos aromáticos. 
 
� Alquilação => rearranjo de estruturas moleculares. 
Compostos de baixo peso molecular, como propileno 
e buteno, são misturados em presença de 
catalisador, formando hidrocarbonetos ricos em 
octanas. 
 
 
3. Combustíveis Líquidos 
 
3.1 Gasolina 
 
Mistura homogênea de hidrocarbonetos, em geral 
em frações de C5 a C11 , podendo conter ainda etanol e 
água, além de aditivos. 
 
A gasolina representa cerca de 40% do refino do 
petróleo bruto, portanto são usados métodos químicos de 
processamento para aumentar a produção. 
 
Curva de destilação da gasolina => permite caracterizar 
o grau de pureza da mistura que constitui a gasolina. A 
especificação da gasolina assinala, por exemplo, as 
temperaturas máximas nas quais 10, 50 e 90% do 
combustível devem estar evaporados sob condições 
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 90 
definidas. As características da destilação, juntamente 
com a pressão de vapor definem e controlam fatores 
como a partida do motor, aquecimento, aceleração, 
economia de combustível, bem como a tendência a 
provocar o congelamento no carburador, que ocorre a 
baixas temperaturas em determinadas condições de 
umidade. Também possui tem aplicações para a 
verificação de contaminações e adulterações propositais. 
 
% de leves => responsável pela partida do motor a frio 
 
% de intermediários => responsável pelo aquecimento e 
aceleração do motor 
 
% de pesados => contribuem para a economia de 
combustível, porém tendem a causar uma distribuição 
deficiente da mistura no coletor de admissão; são 
também responsáveis por depósitos excessivos na 
câmara de combustão, formação de vernizes e borra no 
motor. 
 
 
� Índice de octano (octanagem) 
 
Nos cilindros de motores de combustão interna, 
pode acontecer a detonação (combustão prematura da 
gasolina, durante a compressão exercida pelo pistão). A 
escala usada para medir a tendência à detonação de uma 
gasolina foi atribuída em função da tendência à 
detonação do isooctano (C8H18) e do n-heptano (C7H16).
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 90-A 
Motores de Combustão Interna 
 
Ciclo de Otto (Ex: Motor a quatro tempos) 
 
 
 
 
1° Tempo: Admissão 2° Tempo: Compressão 
 
 
 
 
3° tempo: Tempo Motor 4° Tempo: Exaustão 
 
 
Fonte: http://www.rcmasters.com.br 
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 91 
 
 
 
Isooctano (2,2,4-trimetilpentano) = 100 (detona apenas 
em compressões elevadas) 
n-heptano = zero (detona em compressões muito baixas) 
 
 
 
Octanagem é a porcentagem de isooctano e n-heptano, 
que tem as mesmas características de detonação que a 
gasolina considerada. 
 
 
↑ índice de octanagem, ↑ compressão suportada pela 
mistura gasolina-ar no motor, sem detonação prematura: 
melhor é a qualidade da gasolina. 
 
 
 
Gasolina Comum, aditivada e “premium” 
 
Aditivada => gasolina comum que recebe aditivos com 
ação detergente/dispersante, mantendo limpo o sistema 
de alimentação do combustível (incluindo bicos injetores 
e válvulas de admissão). 
 
“Premium” => gasolina com octanagem superior quando 
comparada à comum. 
 
 
 
 
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3.2 Querosene 
 
 Primeiro derivado do petróleo com valor comercial, 
substitui o óleo de baleia como combustível para 
iluminação. Usos: iluminação, solvente, combustível de 
aviação (QAV). 
 
 
3.3 Óleo Diesel 
 
 Combustível líquido derivado do petróleo, que 
também apresenta composição dependente do petróleo 
que o originou. É usado em geral para veículos pesados, 
máquinas de grande porte e embarcações marítimas. 
 
Em motores diesel, o ar aspirado é comprimido e injetado 
no combustível; o ar aquecido inflama o combustível 
espontaneamente. A facilidade de inflamação do 
combustível é expressa pelo número de cetanos; o cetano 
é muito inflamável, enquanto o outro extremo é 
representado pela alfa-metilo-naftalina (muito pouco 
inflamável). 
 
 
↑ número de cetanos, ↓ retardo na ignição: melhor 
capacidade de combustão do diesel. 
 
Ponto de névoa => menor temperatura em que há 
turvação no produto; indica o início da cristalização de 
parafinas e outras substâncias que tendem a seseparar 
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 93 
do diesel, quando este é submetido a baixas 
temperaturas. Valores do Ponto de Névoa superiores à 
temperatura ambiente conduzem a maiores dificuldades 
de partida do motor e perdas de potência do 
equipamento devido à obstrução das tubulações e filtros 
do sistema de combustível. 
 
 
4. Combustíveis Gasosos 
 
Gás Natural Veicular (GNV) => composto de frações de 
hidrocarbonetos com até 5 átomos de carbono, composto 
principalmente de metano; trabalha em pressões de 
aproximadamente 220 bar. 
 
Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) => mistura de gases, 
principalmente propano e butano, usado como gás de 
cozinha; trabalha em pressões de aproximadamente 8 
bar. É mais pesado que o GNV e é artificialmente 
aromatizado por medidas de segurança e seu uso como 
combustível veicular é proibido. 
 
Número de metanos (NM) => indica a capacidade anti-
detonante do GN; parâmetro comparavel à octanagem da 
gasolina, sendo as referências o metano puro (NM = 100) 
e o hidrogênio (NM = 0). 
 
 
 
 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Combustíveis 
 94 
5. Caraterísticas importantes 
 
Ponto de fulgor (flash point) => menor temperatura na 
qual um líquido ou sólido libera vapores com concentração 
suficiente para formar uma mistura inflamável com o ar 
próximo à superfície de evaporação. Propriedade mais 
importante para classificar uma determinada substância, 
em relação à inflamabilidade, sendo considerado para 
fins de segurança e aos riscos de transporte, 
armazenamento e manuseio. Serve de indicativo da 
presença de contaminantes. No ponto de fulgor, a 
concentração do vapor inflamável ainda não é suficiente 
para sustentar a combustão. 
 
Ponto de combustão => temperatura acima do ponto de 
fulgor, onde a concentração de vapores é suficiente para 
sustentar a combustão, quando há uma fonte externa de 
calor. 
 
Ponto de ignição => temperatura na qual o vapor liberado 
entra em combustão apenas com o contato do oxigênio do 
ar, não necessitando de centelhas. 
Química XI - Profª Flávia Omena Lubrificantes 
 95 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
 
 
Os óleos lubrificantes têm o objetivo de reduzir o 
atrito, diminuindo o desgaste e aumentando a vida útil 
de peças e máquinas. 
 
Podem ser gasosos (como o ar), líquidos (óleos em 
geral), semi-sólidos (graxas), sólidos (grafita, talco); 
os de maior importância são os das duas últimas 
classes. 
 
2. Classificação quanto à origem 
 
Animais => extraídos de animais (exs.: baleia, 
cachalote, capivara). 
 
Vegetais => extraídos de sementes (exs.: soja, 
milho, girassol, mamona) 
 
Minerais (derivados de petróleo) => parafínicos ou 
naftênicos 
 
 
Química XI - Profª Flávia Omena Lubrificantes 
 96 
Sintéticos => produzidos através de compostos 
orgânicos ou inorgânicos (exs.: silicones e glicerinas); 
elevado custo 
 
OBS: Óleos animais e vegetais raramente são usados 
isoladamente como lubrificantes, por sua baixa 
resistência à oxidação; são geralmente adicionados aos 
óleos minerais atuando como agentes de oleosidade. A 
mistura obtida apresenta características eficientes para 
lubrificação, especialmente em regiões de difícil 
lubrificação. 
 
 
 
3. Principais características de lubrificantes 
 
 
São determinadas por ensaios físicos: 
 
Viscosidade => é a resistência oferecida ao escoamento 
de um fluido; é conseqüência do atrito interno do fluido. 
A viscosidade é uma propriedade que varia com a 
temperatura; para os óleos lubrificantes esses dois 
parâmetros são inversamente proporcionais (quanto 
maior a T, mais fácil será o escoamento). 
 
Índice de viscosidade => exprime a variação de 
viscosidade de um óleo quando submetido a diferentes 
temperaturas. Quanto maior for o IV de um óleo, menor 
será sua variação de viscosidade entre duas 
temperaturas. Os óleos minerais parafínicos apresentam 
Química XI - Profª Flávia Omena Lubrificantes 
 97 
menor variação da viscosidade com a temperatura e, 
possuindo índices de viscosidade mais elevados que os 
naftênicos. 
 
Densidade relativa => Relação entre a densidade do óleo 
a 20°C e a densidade da água a 4°C ou a relação entre a 
densidade do óleo a 60°F e a densidade da água a 60°F. 
 
Ponto de fluidez => Temperatura mínima em que há 
escoamento do óleo por gravidade; é um dado importante 
quando se lida com óleos que trabalham em baixas 
temperaturas. 
 
Ponto de fulgor => dado importante quando se lida com 
óleos que trabalham em altas temperaturas. 
 
OBS: Graxas 
 
Compostos lubrificantes semi-sólidos constituídos 
por uma mistura de óleo, aditivos e agentes 
engrossadores chamados sabões metálicos, à base de 
alumínio, cálcio, sódio, lítio e bário; são utilizadas onde o 
uso de óleos não é recomendado.

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