Química dos ensinos fundamental e médio · Grades 1–12
5A combustão: do que o fogo precisa
Uma fogueira ao entardecer. Ela precisou de lenha seca, de um fósforo para começar, e o vento que passa por ela a mantém viva. Depois de uma hora, as toras encolheram até virar brasas incandescentes e cinza branca, e uma fumaça cinzenta foi embora para o céu. Para onde foi a madeira? Do que um fogo precisa, e o que ele deixa para trás?
O que você já sabe
O ar é uma mistura de gases: cerca de quatro quintos de nitrogênio e um quinto de oxigênio, com um pouco de argônio e de dióxido de carbono. Uma chama tira oxigênio do ar em volta dela; uma vela debaixo de um pote se apaga quando sobra pouco oxigênio demais (Capítulo 4).
5.1 Os combustíveis
Definição 5.1 (Combustível)
Um combustível é um material que pode queimar e liberar calor e luz: a madeira, o papel, o carvão, a cera de vela, o gás do fogão, a gasolina, o óleo de aquecimento.
Exemplo 5.2 (Combustíveis sólidos, líquidos e gasosos)
A madeira, o papel, o carvão e a cera de vela são combustíveis sólidos. A gasolina e o óleo de aquecimento são combustíveis líquidos. O gás do fogão da cozinha e o gás de um isqueiro são combustíveis gasosos.
Observação 5.3 (Nem tudo queima)
A pedra, a areia, o vidro e a água não queimam: eles não são combustíveis. É por isso que uma lareira é construída de pedra ou de tijolo, e que se usam areia e água para apagar incêndios.
5.2 O triângulo do fogo
Definição 5.4 (Triângulo do fogo)
Um fogo precisa de três coisas ao mesmo tempo: um combustível, o oxigênio do ar e calor para começar. Essas três coisas são desenhadas como os três lados de um triângulo, o triângulo do fogo. Se falta um lado, não há fogo.
Exemplo 5.5 (Acender um fósforo)
A cabeça de um fósforo é esfregada na lateral da caixinha. O atrito a esquenta o bastante para ela começar a queimar: é o lado do calor no triângulo. A madeira do fósforo é o combustível, e o ar traz o oxigênio.
Exemplo 5.6 (Soprar as brasas)
Brasas que parecem quase apagadas voltam a pegar fogo quando alguém sopra nelas: o sopro traz mais ar, e portanto mais oxigênio, para o combustível que ainda está quente.
5.3 Queimar fabrica substâncias novas
Definição 5.7 (Queima e combustão)
A queima é o que acontece quando um combustível tira oxigênio do ar e libera calor e luz. Os químicos chamam uma queima de combustão. Durante uma combustão, o combustível e o oxigênio são consumidos, e aparecem substâncias novas: fumaça, cinza, dióxido de carbono e vapor de água.
Proposição 5.8 (Uma queima não pode ser desfeita)
A cinza e a fumaça de um fogo não voltam a ser madeira, por mais que a gente espere. Queimar fabrica substâncias novas que não estavam lá antes; o combustível acabou para sempre.
No laboratório — Um copo frio sobre uma vela
O professor segura por um instante um béquer de vidro frio e seco, de boca para baixo, acima da chama de uma vela. O lado de dentro do vidro fica embaçado com gotinhas minúsculas de água: o vapor de água fabricado pela vela acesa voltou a ser líquido no vidro frio. Uma vela acesa fabrica água, e também dióxido de carbono, que pode ser detectado com um teste visto num capítulo mais adiante.
Exemplo 5.9 (O que uma tora vira)
Uma tora de alguns quilogramas queima até virar um montinho de cinza. A maior parte da madeira não sumiu: junto com o oxigênio do ar, ela virou fumaça, dióxido de carbono e vapor de água, que são gases e vão embora para o céu.
5.4 Apagar um fogo
Método 5.10 (Apagar um fogo: tirar um lado)
Para apagar um fogo, tire um lado do triângulo do fogo:
- tire o oxigênio: cubra o fogo com um cobertor antichamas, uma tampa ou areia, para que o ar não chegue até ele;
- tire o calor: jogue água na madeira ou no papel que estão queimando, o que os esfria abaixo do ponto em que podem queimar;
- tire o combustível: feche o registro do gás, ou limpe a vegetação seca em volta de um incêndio florestal.
5.5 Segurança contra incêndios
Observação 5.11 (Nunca jogue água numa panela de óleo em chamas)
Se o óleo de uma frigideira pegar fogo, ninguém deve jogar água nele: a água ferve na hora debaixo do óleo e espirra óleo em chamas para fora da panela. Um adulto desliga o gás ou a chapa elétrica e cobre a panela com uma tampa ou com um cobertor antichamas.
Segurança
O gás de um isqueiro ou de um cartucho de camping é o butano. O pictograma da chama (GHS02) quer dizer: extremamente inflamável, manter longe de chamas e faíscas. O pictograma do cilindro de gás (GHS04) quer dizer: um gás guardado sob pressão.
Proposição 5.12 (O que fazer num incêndio)
A fumaça é o primeiro perigo de um incêndio: ela é quente, esconde a saída e é venenosa para respirar. Um detector de fumaça no teto apita alto assim que a fumaça chega até ele. Se houver um incêndio: saia, fique abaixado, por baixo da fumaça, feche as portas depois de passar e chame os bombeiros lá de fora. Nunca volte para dentro.
5.6 Exercícios
Exercício 5.1 ★
Diga os três lados do triângulo do fogo.
Exercício 5.2 ★
Quais destes são combustíveis: madeira, areia, cera de vela, vidro, gasolina, água, papel?
Solução
Solução de Exercício 5.2.
A madeira, a cera de vela, a gasolina e o papel são combustíveis. A areia, o vidro e a água não queimam.
Exercício 5.3 ★
Um cobertor antichamas é jogado sobre um pequeno fogo. Que lado do triângulo do fogo ele tira?
Exercício 5.4 ★
Bombeiros jogam água num galpão em chamas. Que lado do triângulo do fogo a água tira?
Solução
Solução de Exercício 5.4.
O calor: a água esfria tanto a madeira em chamas que ela não consegue mais queimar.
Exercício 5.5 ★
Diga três substâncias novas fabricadas quando a madeira queima.
Solução
Solução de Exercício 5.5.
Três destes, quaisquer: cinza, fumaça, dióxido de carbono, vapor de água.
Exercício 5.6 ★
Por que soprar as brasas faz o fogo pegar de novo?
Solução
Solução de Exercício 5.6.
O sopro traz mais ar, e portanto mais oxigênio, para o combustível quente, e ele volta a queimar.
Exercício 5.7 ★
Um copo frio segurado acima de uma vela fica embaçado. Que substância nova a vela fabricou?
Solução
Solução de Exercício 5.7.
Água: a cera que queima fabrica vapor de água, que vira gotinhas no vidro frio.
Exercício 5.8 ★
O que você deve fazer primeiro se um detector de fumaça disparar e você vir fumaça?
Solução
Solução de Exercício 5.8.
Sair, ficando abaixado por baixo da fumaça e fechando as portas depois de passar, e então chamar os bombeiros lá de fora.
Exercício 5.9 ★
Olhe a figura dos três triângulos pequenos. Que lado está riscado quando o gás é fechado?
Solução
Solução de Exercício 5.9.
O lado do combustível: com o gás fechado, o fogo não tem mais nada para queimar.
Exercício 5.10 ★★
Para deter um incêndio florestal, os bombeiros às vezes cortam uma faixa larga de árvores na frente dele. Que lado do triângulo do fogo eles estão tirando?
Solução
Solução de Exercício 5.10.
O combustível: sem árvores na faixa, o fogo fica sem combustível quando chega até ela.
Exercício 5.11 ★★
Uma tora pesa muito mais do que a cinza dela. Uma parte da tora desapareceu? Explique para onde ela foi.