Exercícios: Reações de combustão

No fogão a gás da casa da Lúcia, o butano reage com o oxigênio do ar enquanto o jantar é aquecido. Complete o esquema geral de uma combustão completa com as palavras que faltam: «Em toda combustão completa, um $\dots$ reage com o $\dots$ do ar e formam-se $\dots$ e $\dots$».

Indique quais destas equações correspondem a uma combustão completa e explique por quê:

1. a) $CH_4 + 2\ O_2 \rightarrow CO_2 + 2\ H_2O$
2. b) $2\ H_2O \rightarrow 2\ H_2 + O_2$
3. c) $C + O_2 \rightarrow CO_2$
4. d) $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

O metano ($CH_4$) é o gás natural que chega a muitas cozinhas. Escreva a equação da sua combustão completa (os produtos são dióxido de carbono e água) e balanceie-a.

O propano ($C_3H_8$) é o combustível de muitos aquecedores portáteis e trailers. Escreva e balanceie a equação da sua combustão completa.

Ao terminar um churrasco, o Jorge cobre as brasas com areia e o fogo se apaga. O esquema da combustão pode ser representado assim:

Explique, utilizando o esquema da combustão, qual «ingrediente» da reação falta ao cobrir as brasas e por que razão o fogo não pode continuar.

No laboratório, a chama do bico de Bunsen é azul quando a entrada de ar está aberta e amarela e luminosa quando está fechada, como mostra a figura.

Uma dessas duas chamas mancha os tubos de ensaio com fuligem. Indique qual das duas os mancha e explique que tipo de combustão (completa ou incompleta) ocorre em cada caso.

Quando um aquecedor a gás funciona em um cômodo mal ventilado, a combustão do butano se torna incompleta. Nomeie as duas substâncias que podem se formar no lugar do dióxido de carbono e explique por que uma delas é especialmente perigosa para as pessoas que estão no cômodo.

Um colega escreveu no caderno dele a combustão completa do etano ($C_2H_6$) da seguinte forma: $2\ C_2H_6 + 7\ O_2 \rightarrow 4\ CO_2 + 6\ H_2O$. Conte os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio de cada lado da seta e verifique se a equação está bem balanceada. Justifique a sua resposta.

O butano ($C_4H_{10}$) dos botijões de gás queima com oxigênio, formando dióxido de carbono e água. Escreva a equação e balanceie-a; você obterá um coeficiente fracionário no oxigênio que terá de eliminar multiplicando toda a equação por dois.

As lareiras a bioetanol queimam etanol ($C_2H_6O$), produzindo dióxido de carbono e água. Escreva e balanceie a equação da sua combustão completa. Dica: leve em conta que a própria molécula de etanol já contém um átomo de oxigênio.

Um aquecedor a gás mal ventilado queima metano ($CH_4$) com pouco oxigênio e, em vez de dióxido de carbono, forma-se monóxido de carbono ($CO$), além de água. Escreva e balanceie a equação dessa combustão incompleta do metano.

Um carro a gasolina emite, em média, $120\ \text{g}$ de $CO_2$ por quilômetro e outro a diesel, $105\ \text{g}$ por quilômetro.

1. a) Calcule as emissões de cada um em uma viagem de $250\ \text{km}$.
2. b) O carro a gasolina faz essa viagem com $4$ passageiros e o carro a diesel, em outro dia, apenas com o motorista. Calcule as emissões por passageiro em cada caso e comente o resultado.

A fuligem que se acumula nas chaminés é carbono que não chegou a queimar completamente.

1. a) Escreva a equação balanceada da combustão completa do carbono, que forma dióxido de carbono.
2. b) Escreva a equação balanceada da sua combustão incompleta, quando se forma monóxido de carbono.
3. c) Compare o oxigênio consumido em cada uma para cada $2$ átomos de carbono e explique por que a fuligem e o $CO$ surgem quando o ar é escasso.

Quando você corre, os seus músculos «queimam» glicose ($C_6H_{12}O_6$) com o oxigênio que você respira, formando dióxido de carbono e água. Trata-se da respiração celular, uma combustão lenta dentro das suas células. Escreva e balanceie a equação dessa reação.

O catalisador de um automóvel transforma parte dos gases tóxicos do cano de escapamento em outros menos nocivos antes de liberá-los para o ar, como mostra o esquema.

Uma dessas reações é $2\ CO + O_2 \rightarrow 2\ CO_2$.

1. a) Explique o que acontece com o monóxido de carbono nesta reação e por que razão isso melhora a qualidade do ar da cidade.
2. b) Apesar disso, o $CO_2$ que sai do escapamento continua sendo um problema: explique qual.
3. c) Outra reação do catalisador é $2\ NO \rightarrow N_2 + O_2$. Verifique se está balanceada e justifique por que ela é benéfica para o ar que respiramos.

Para descobrir que produtos são formados pela chama de uma vela, fazem-se passar seus gases por um tubo com sulfato de cobre anidro, que é branco, e depois borbulham-se em água de cal (hidróxido de cálcio dissolvido), como mostra a figura.

Observa-se que o sulfato de cobre fica azul e que a água de cal fica turva.

1. a) Que produto da combustão é evidenciado por cada uma das duas alterações observadas?
2. b) A turvação se deve à reação $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O$, que forma um precipitado branco de carbonato de cálcio. Verifique se a equação está balanceada.
3. c) O que você pode concluir sobre quais elementos estão contidos na cera da vela? Justifique a resposta.

O carvão de algumas usinas termelétricas contém enxofre como impureza.

1. a) Escreva e balanceie a equação da combustão do enxofre, na qual se forma dióxido de enxofre ($SO_2$).
2. b) Na atmosfera, o $SO_2$ reage com a água das nuvens e forma ácido sulfuroso ($H_2SO_3$): escreva e balanceie essa reação.
3. c) Relacione esses fatos com o fenômeno das chuvas ácidas e explique por que muitas usinas instalam sistemas de «dessulfuração» em suas chaminés.