#QuiCurioso - Combustão: a diferença nas cores das chamas

Combustão: a diferença nas cores das chamas

Escrito por: Cesar Henrique de Souza

Já parou para pensar, por que as chamas do fogão e de uma vela possuem cores diferentes, se ambas são provenientes de uma combustão?     

Provavelmente vocês já devem ter reparado que as cores das chamas do fogão são azuis e de uma vela são amarelas, por que essa diferença?

Para entendermos melhor porque isso acontece, precisamos compreender o que é uma combustão. A combustão está presente no nosso dia a dia, desde o funcionamento de um automóvel, até quando estamos preparando alguma refeição que exige a necessidade de que o fogo seja utilizado.

            A combustão é uma reação química que ocorre entre uma substância, chamada de combustível, e o Oxigênio (O₂) presente na atmosfera, chamado de comburente, essa reação tem como resultado a liberação de energia, tanto na forma de luz quanto na forma de calor, portanto, sendo reações exotérmicas (BROWN, 2005). Um exemplo de onde essa reação acontece, são nas bocas dos fogões e quando acendemos as velas.

A combustão pode ocorrer em dois processos distintos, sendo eles: a combustão completa e a combustão incompleta (RIDENTI; AMORIM; DAL PINTO, 2018). A diferença entre esses dois processos, se dá pela diferença de abundância do comburente, O₂ que ambas dispõem. Sendo assim, a combustão completa de um combustível orgânico, ou seja, um combustível que contenha átomos de carbono em sua composição, ocorre quando a quantidade de oxigênio é suficiente para que a reação produza apenas gás carbônico ou dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O).  Caso não seja suficiente, ou seja, quando há deficiência de comburente, a combustão será incompleta, e os produtos formados serão monóxido de carbono (CO) e água, ou fuligem (C), composta basicamente por carbono.

Seja qual for a combustão, uma coisa é fato, há sempre a emissão de uma chama, que pode ser classificada em dois tipos: as de pré-mistura e as de difusão (GRACETTO; HIOKA; FILHO, 2006). As chamas de pré-mistura ocorrem quando o combustível, na forma gasosa normalmente, é misturado junto ao oxigênio antes da queima, tendo isso em vista, temos que o que se inflama na verdade é uma mistura gasosa destes dois componentes. Essa queima além de não gerar resíduo algum, é caracterizado pela emissão de chamas na coloração azulada e normalmente de altas temperaturas e contendo uma baixa luminosidade. O combustível utilizado no fogão são hidrocarbonetos e os produtos desta reação são dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O).

No fogão pode-se usar como combustível o Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), uma mistura de propano (C₃H₈) e butano (C₄H₁₀), ou o Gás Natural (GN), composto praticamente por metano (CH₄). Esses compostos obtidos do petróleo são gasosos à temperatura ambiente, mas são líquidos sob pressão, no caso do gás de botijão. Para realizar uma combustão completa, que acarreta maiores temperaturas de chama e menos tempo de uso, o fogão possui um queimador projetado para misturar o ar na proporção correta antes da queima.

Como o fogão emprega excesso de comburente, O₂, a chama sempre será azulada. Além disso, muitos fogões utilizam um arco elétrico como fonte de ignição, o que demonstra a independência da ignição para o caráter da chama.   Enquanto a chama do fogão estiver azul, ele está bem ajustado. Se por acaso, ele apresentar chama amarela, ou sujar o fundo da panela com fuligem, é forte sinal de combustão incompleta. Muitas vezes, uma limpeza pode ser suficiente, caso contrário, um técnico pode ser necessário para troca de peças e correta regulagem das vazões. Abaixo, alguns exemplos da chama de pré-mistura:

Figura 1. Bico de Bunsen

Fonte: Gracetto; Hioka; Filho (2006, p.44)

Figura 2. Chama do fogão

Fonte: autor (2021)

Já as chamas de difusão, são geradas pelo fato de que não houve a pré-mistura antes da combustão. Neste caso, é muito difícil de se ter um controle a respeito da proporção entre combustível e comburente, O₂, na maioria das vezes, há uma menor quantidade de comburente, tendo como produto chamas luminosas, amarelas, turbulentas e fuliginosas (GRACETTO; HIOKA; FILHO, 2006). Em uma combustão incompleta os produtos podem ser dióxido de carbono (CO₂), monóxido de carbono (CO), carbono elementar (C) e água (H₂O). A chama amarelada ou avermelhada é mais fraca e é sinal de uma combustão incompleta que deixa resíduos como fuligem, por exemplo. É o que acontece quando acendemos uma vela. A matéria prima e o combustível da vela é parafina, que vem do petróleo e emite dióxido de carbono (CO₂) quando queimada. Abaixo, um exemplo da chama de difusão.

Figura 3. Vela

Fonte: Gracetto; Hioka; Filho (2006, p.45)

 

Nesse sentido, o tipo de combustão (completa ou incompleta) e a forma com que os combustíveis e os comburentes se misturaram, são fatores cruciais e que irão caracterizar a forma, a intensidade, e sobretudo, as cores de uma chama.

 

Referências Bibliográficas

BROWN et al. Química a ciência central. 9°Ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

COMBUSTÃO E ENERGIA. Educação e meio ambiente. LaQA – Laboratório de Química Ambiental. Disponível em: http://www.usp.br/qambiental/combustao_energia.html. Acesso em: 24 jun 2021

GRACETTO, A. C; HIOKA, N; FILHO, O. S. Combustão, Chamas e Testes de Chama para Cátions: proposta de Experimento. Química Nova na Escola. N.23, p.43-48, maio, 2006. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc23/a11.pdf. Acesso em: 29 jun 2021.

DOS SANTOS, C. V. P.; A Química no Fogão a Gás, O Mundo da Química. Disponível em: https://www.omundodaquimica.com.br/curiosidade/fogao. Acesso em: 30 jun 2021.

RIDENTI, M. A.; AMORIM, J.; DAL PINO, A. Termodinâmica das reações químicas aplicada à combustão e à física de plasmas. Revista Brasileira de Ensino de Física [online]. 2018, v. 40, n. 3. https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0300. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbef/a/Hz6GQnLknpKH3yB3sGZWMHz/?lang=pt#. Acesso em: 30 jun 2021.