Diferenças entre combustível e oxidante

Combustível, oxidante e reação em cadeia

O combustível é a substância, sólida, líquida ou gasosa, que é usado para a combustão interna num motor. Deste modo, fornece energia mecânica mediante pequenas explosões controladas e sincronizadas. Pela sua volatilidade alta, os combustíveis são misturados com ar, pressurizado ou soprado para o interior do motor para aumentar a potência do mesmo. Isto é normalmente feito por meio de uma bomba ou turbo compressor. 

Enquanto o oxidante, é uma substância responsável pela oxidação do combustível, para facilitar a sua combustão. De moto a ilustrar este conceito, enumeramos alguns exemplos de oxidantes:

• Oxigénio: É o mais habitual e comum de todos os oxidantes.
• Água oxigenada: Também denominado por peróxido de hidrogênio, tem qualidades altamente oxidantes e pode mesmo gerar combustão espontânea perante certas condições. 
• Lixívia em pó em líquida: Por conter hipocloritos, decompõe-se quando em contacto com a luz e o calor. 

A maioria dos compostos de cério: Este mineral é elemento químico (com símbolo CE) oxida-se com grande facilidade, sendo fácil o encontrar no mercado de produtos químicos industriais.

Tipos de combustão

Para compreender como age um combustível e como pode influenciar o funcionamento de um motor, é necessário estar familiarizado, em termos básicos, com os diversos tipos de combustão. Fundamentalmente, existem três tipos essenciais de combustão: completa, estequiométrica e incompleta.

Como tal, a combustão divide-se em três etapas:

• Pré-reação: Decomposição dos hidrocarbonetos presentes no combustível, que reagem com o oxidante, formando radicais, compostos molecularmente instáveis.
• Oxidação: Etapa em que gera a maioria da energia calorífica. O oxigénio reage com os radicais, produzindo reações violentas dos eletrões ou explosões.

Fim da reação: O processo de oxidação é finalizado e formam-se moléculas estáveis, os gases libertados após a combustão.

Completa

É aquela combustão que se oxida ou consome o material combustível por completo. Neste tipo de combustão, produzem-se outros compostos, tal como dióxido de carbono (CO2) ou dióxido de azufre (SO2), conforme o caso, e água (H20).

Estequiométrica

Na hora de diferenciar o combustível ou oxidante, devemos ter em conta também o conceito de combustão estequiométrica. Conhecida também por combustão neutra ou exata, é uma combustão ideal completa, que utiliza uma quantidade muito medida de oxigênio para produzir a reação, efetuado em laboratório. A relação ou proporção entre o combustível e o oxidante é conhecida como relação estequiométrica. No caso do metano e do oxigénio, a relação é de 1:2.

A principal diferença entre a combustão completa e a estequiométrica é que o primeiro oxida todo o combustível, enquanto o segundo utiliza exatamente a qualidade certa de oxigênio. Na combustão completa, deve ser introduzida uma quantidade de ar muito maior.

Para a combustão estequiométrica, é necessário introduzir muito menos oxidante do que para a combustão completa e, por isso, é muito mais eficiente do que esta. No entanto, é também mais arriscado, uma vez que é muito mais fácil levar a uma combustão incompleta.

Incompleta

É a reação em que aparecem compostos que não se oxidam por completo: os inquietos. Estes são, normalmente, partículas de carbono, monóxido de carbono (CO), hidrogênio, etc. Esta combustão caracteriza-se  por uma relação insuficiente entre o combustível e o oxidante. Ou seja, quando a reação exata ou estequiométrica, o mínimo para ocorrer a combustão completa ideal, não é cumprida.

O oxigénio é um combustível ou um oxidante?

O oxigénio é o oxidante mais comum do nosso planeta, encontrado na atmosfera numa proporção de 21%. A partir de proporções de 10-15%, pode produzir-se a combustão. Quando a combustão deve ser realizada em locais onde o oxigénio é fraco ou não existe (como acontece no espaço exterior), os foguetes são equipados com oxigénio líquido.

E o hidrogênio?

O hidrogênio é combustível e não um oxidante. É um portador de energia, não sendo considerado um recurso natural, face à simples razão de não o encontrarmos na natureza, mas temos de o produzir. Atualmente, 96% do hidrogênio é obtido a partir de combustíveis fósseis, tais com petróleo, carvão ou gás natural.

Genera-se também a partir de água e eletricidade, por meio de um processo denominado eletrólise. Dois elétrodos, separados por uma membrana, são submersos em água. A corrente elétrica gerada entre ambos separa o oxigênio do hidrogênio. O hidrogênio alimenta determinados motores, mediante uma célula de combustível que armazena tanto o combustível como o oxidante, em forma de vapor de água. A pegada de carbono do hidrogênio como combustível é zero, vista como uma alternativa para travar as alterações climáticas.

 O combustível e oxidante são dois conceitos muito diferentes, mas ambos são básicos para compreender o funcionamento e utilidade dos combustíveis do mundo de hoje.