Aula 6 - Química - Combustíveis e suas transformaçoes - 1B e1C

Boa noite alunos,

conforme nosso cronograma, segue o conteúdo e as atividades a serem realizadas no  decorrer da semana .


Aula 6 - Química  - Combustíveis ( álcool e gasolina )  e suas transformações  

PASSO A PASSO DAS ATIVIDADES:

1.      Fazer a leitura do texto : Poder Calorifico dos combustíveis  : Álcool e Gasolina  

1. ·    Assistir o vídeo : https://www.embrapa.br/milho-e-sorgo/-/asset_publisher/5qTVmWdGWiRK/content/id/2246671  e pesquisar sobre o assunto com anotações no caderno.

1. ·    Fazer um resumo sobre o tema :  transformações químicas  -  Relação entre as  quantidades envolvidas  ( minimo 10 linhas)  . 

               Data de entrega : 30/06/2020

1. Texto : Poder Calorífico de combustíveis

O Poder Calorífico de combustíveis é definido como a quantidade de energia interna contida no combustível, sendo que quanto mais alto for o poder calorífico, maior será a energia contida.

Um combustível é constituído, sobretudo de hidrogênio e carbono, tendo o hidrogênio o poder calorífico de 28700Kcal/kg enquanto que o carbono é de 8140Kcal/kg, por isso, quanto mais rico em hidrogênio for o combustível maior será o seu poder calorífico.

Há dois tipos de poder calorífico:

• poder calorífico superior

• poder calorífico inferior

Poder Calorífico Superior

É a quantidade de calor produzida por 1 kg de combustível, quando este entra em combustão, em excesso de ar, e os gases da descarga são resfriados de modo que o vapor de água neles seja condensado.

Poder Calorífico Inferior

É a quantidade de calor que pode produzir 1kg de combustível, quando este entra em combustão com excesso de ar e gases de descarga são resfriados até o ponto de ebulição da água, evitando assim que a água contida na combustão seja condensada.

Como a temperatura dos gases de combustão é muito elevada nos motores endotérmicos, a água contida neles se encontra sempre no estado de vapor, portanto, o que deve ser considerado é o poder calorífico inferior e não o superior.

Fórmula para determinar o poder calorífico inferior.

Para a gasolina: Para o benzol:

PCI = PCS - 780 Kcal/Kg PCI = PCS - 415

Para álcool etílico: Para o óleo diesel:

PCI = PCS - 700 PCI =PCS - 730

Para álcool metílico:

PCI = PCS - 675

PCI = PODER CALORIFICO INFERIOR

PCS = PODER CALORIFICO SUPERIOR

Química do automóvel 

Gasolina 

A gasolina é o carburante mais utilizado atualmente nos motores endotérmicos, sendo uma mistura de hidrocarbonetos (compostos orgânicos que contém átomos de carbono e hidrogênio) obtidos do petróleo bruto, por intermédio de vários processos como o “cracking”, destilação e outros. Os hidrocarbonetos que compõem a gasolina são formados por moléculas de menor cadeia carbônica (normalmente cadeias de 4 a 12 átomos de carbono).

A gasolina pode conter (em menor quantidade) substâncias cuja fórmula química contém átomos de nitrogênio, enxofre, metais, oxigênio, etc. Esse combustível é um líquido volátil e inflamável, a faixa de destilação da gasolina automotiva varia de 30 a 220 °C.
Essas gasolinas possuem aditivos que visam melhorar a performance do combustível, como:

1. Inibidor de corrosão: agente que protege as zonas de circulação de combustível de forma a reduzir a corrosão provocada;

2. Detergente: reduz os depósitos no sistema de injeção e no motor de forma a melhorar a combustão;

3. Agente veículo (solvente sintético): é muito estável a altas temperaturas, por isso provoca resíduos minúsculos durante a combustão que se realiza na câmara de combustão do motor;

4. Desmulsificante: esse aditivo promove a separação da água no sistema de distribuição e armazenagem do combustível, de forma a diminuir a corrosão daí resultante.

O grande crescimento da produção de gasolina é produto do desenvolvimento da indústria automobilística. Este crescente aumento é possível através do refino e também de processos de transformação de frações pesadas. Esses processos fazem aumentar o rendimento total do produto em relação ao petróleo no estado puro.

As empresas petrolíferas são as responsáveis pela fabricação das diversas frações de petróleo constituintes da gasolina e pela mistura dos aditivos, mas é válido ressaltar que este trabalho é feito através de formulações convenientemente definidas para atender aos requisitos de qualidade do produto.

Álcool 

♦ Constituição Química:

O etanol (H3C ─ CH2 ─ OH), também conhecido como álcool etílico ou simplesmente álcool, é o composto mais conhecido do grupo orgânico dos álcoois. Ele é caracterizado pela presença de uma hidroxila (OH) diretamente ligada a um carbono.

Ele se apresenta em temperatura ambiente, na forma líquida, incolor, com cheiro bastante característico e sendo miscível com água.

Sua fórmula química estrutural está representada abaixo:

♦ Processo de produção:

O álcool etílico foi uma das primeiras substâncias produzidas pelo homem. Pesquisas indicam que já na Pré-história, provavelmente no período Neolítico, ele já era fabricado para ser usado em bebidas. Ele é produzido por meio da fermentação de polissacarídeos (como amido e celulose) e de dissacarídeos (como sacarose e maltose).

A produção desse composto pode se dar de duas maneiras principais: (1) por hidratação do etileno (eteno), que é o método mais usado fora do Brasil; e (2) por fermentação de açúcares de cereais, como melaço de cana-de-açúcar, suco de frutas e de beterraba, a batata, o milho, a cevada e o arroz. No Brasil, o principal método de produção do etanol é pela fermentação do açúcar de cana; já nos Estados Unidos usa-se o milho.

O processo de produção está sintetizado a seguir:

(1º) Moagem da cana: obtém-se a garapa com alto teor de sacarose;

(2º) Produção de melaço: a garapa é aquecida para se produzir o melaço com 40% de sacarose em massa. Parte da sacarose se cristaliza formando um açúcar escuro, que é refinado e dá origem ao açúcar comum;

(3º) Fermentação do melaço: faz-se a fermentação do melaço adicionando-se a ele leveduras como a Saccharomyces, que transforma a sacarose em etanol. As reações bioquímicas que ocorrem são mostradas a seguir:

(4º) Destilação do mosto fermentado: o mosto fermentado, obtido após a fermentação, contém 12% em volume de etanol. Ele sofre, então, destilação fracionada e assim se obtém uma solução com 96% de etanol e 4% de água em volume.

♦  Aplicações:

Ele é usado em bebidas alcoólicas; quando anidro, isto é, sem água, é usado em mistura com a gasolina; já quando está desnaturado (misturado com substâncias de sabor e cheiro desagradáveis, para não ser usado em bebidas alcoólicas) é comercializado em farmácias e supermercados, para ser usado principalmente em soluções desinfetantes. Além disso, o etanol também é usado como solvente de tintas e vernizes e em reações de obtenção de diversos compostos orgânicos.

Todavia, estamos interessados na finalidade de uso do etanol como combustível para carros, em que se usa o etanol a 95%.

♦  Uso como combustível:

Na década de 1970, o Brasil iniciou um projeto denominado Proálcool, que incentivava o uso do álcool como combustível no lugar da gasolina (derivada do petróleo). Isso porque, na época, estava ocorrendo uma crise mundial do petróleo; assim, os governos incentivaram a produção de carros movidos a álcool e até mesmo a conversão de motores movidos à gasolina para motores à explosão movidos a álcool. Porém, com o tempo, a gasolina voltou ao topo da lista dos consumidores, porque o seu preço abaixou bastante e seu rendimento é maior que o do álcool.

Entretanto, para o meio ambiente, isso trouxe prejuízos, porque, ao contrário dos derivados do petróleo, o álcool é um recurso renovável. Isso significa que é possível replantar, por exemplo, mais canas-de-açúcar, à medida que for sendo produzido mais etanol.

Outro ponto forte do etanol em relação aos derivados do petróleo é que esses últimos liberam em sua combustão óxidos de enxofre, como o SO2, que são compostos poluentes que podem contribuir até mesmo para a chuva ácida. O etanol também polui o meio ambiente, porém, em comparação com a gasolina e outros combustíveis fósseis, seu grau de poluição é menor.

ORIENTAÇÃO(ES) DO PROFESSOR(A) AO ALUNO: Entrega da lista  feita a caneta   via e-mail institucional a atenção a chamada pelo Watts zap no dia de nossa aula.  

e-mail : joelmaaparecido@prof.educacao.sp.gov.br  telefone : 99835-2009