CURSINHO ETWB 2012
Componente Curricular: Química
Professor: Ricardo Honda
Data: Terça-feira, 27/03/2012
Tema da aula: Petróleo e Reações de combustão
“A Química Orgânica estuda compostos do elemento carbono. Todo composto orgânico contém carbono, mas
nem todo composto que contém carbono é orgânico. O petróleo é a fonte da maior parte das matérias-primas
utilizadas na síntese de compostos orgânicos”.
Petróleo
As principais fontes de hidrocarbonetos são os combustíveis fósseis, tais como petróleo, gás natural, hulha
e xisto betuminoso.
Dentre essas fontes, a mais importante atualmente é o petróleo.
Aproximadamente 85% dos materiais obtidos a partir da refinação do
petróleo são usados em reações de combustão, isto é, são queimados
para obter energia. Os outros 15% são utilizados pela indústria
petroquímica na produção de plásticos, fibras, fertilizantes e muitos
outros artigos.
O petróleo formou-se na Terra há milhões de anos, a partir da
decomposição de pequenos animais marinhos, plâncton e vegetação
típica de regiões alagadiças. O petróleo acumula-se junto ao gás de
petróleo, formando bolsões entre rochas impermeáveis ou impregnando
rochas de origem sedimentar. Tais locais são denominados bacias e
apresentam genericamente o aspecto mostrado na ilustração ao lado.
Após sua extração, o petróleo é
encaminhado para as refinarias, onde
seus componentes são separados
através de processos como a destilação
fracionada.
Inicialmente, o petróleo é
aquecido
em
um
forno,
sendo
parcialmente vaporizado e direcionado
para uma coluna de fracionamento
provida
de
várias
bandejas.
A
temperatura da coluna varia com a
altura, sendo que no topo se encontra a
menor temperatura.
À medida que os vapores sobem
na coluna, a temperatura diminui,
permitindo que as frações voltem ao
estado líquido e sejam retiradas.
O esquema ao lado mostra
algumas frações retiradas do petróleo,
sua constituição e sua faixa de
temperaturas de ebulição.
O resíduo líquido que ficou no
fundo da coluna é levado para outra
coluna que apresenta pressão inferior à
atmosférica, possibilitando que as
frações mais pesadas entrem em
ebulição a temperaturas mais baixas,
evitando assim a quebra de suas
moléculas.
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Dessa maneira, são obtidas novas frações do resíduo líquido: óleos lubrificantes, parafinas, graxas, óleo
combustível e betume (utilizado no asfaltamento de estradas e na produção de impermeabilizantes).
Concluída essa etapa, ainda resta algum resíduo, que pode ser submetido a uma pirólise ou
craqueamento (cracking). Esse processo é executado em outra coluna de fracionamento e consiste na quebra
de moléculas de cadeias longas, obtendo-se moléculas menores.
O craqueamento possibilita um aproveitamento quase integral do petróleo, propiciando uma economia
expressiva e permitindo a obtenção de maiores quantidades de GLP, gasolina e outros produtos químicos que
serão transformados em diversos produtos indispensáveis em nosso dia a dia.
A quantidade obtida de cada tipo de derivado de petróleo depende de sua origem, dos recursos da
refinaria e das necessidades do mercado consumidor em cada momento.
Combustão
Uma das principais aplicações dos derivados de petróleo é a produção de energia, que é feita por meio de
uma reação denominada combustão. Nessa reação, os hidrocarbonetos do petróleo são denominados
combustíveis e queimam quando entram em contato com o O2 do ar atmosférico, denominado comburente.
Quando queimamos uma vela, o combustível usado é a parafina (mistura de hidrocarbonetos). Nesta
reação temos a formação de gás carbônico (CO2 (g)), monóxido de carbono (CO (g)), fuligem (C (s)) e vapor
d’água (H2O (v)).
Assim, podemos concluir que existem 3 tipos de combustão:
Combustão completa
Combustão incompleta
Um combustível muito utilizado atualmente é o gás natural, sendo o metano (CH4) o seu principal
componente.
As diferentes reações de combustão do metano, que originam diversos produtos, liberam diferentes
quantidades de energia.
Essas reações podem ser representadas por:
Fica evidente que na combustão completa ocorre a maior liberação de energia, para qualquer
hidrocarboneto.
As reações de combustão não são exclusivas de hidrocarbonetos, podendo ocorrer com uma grande
variedade de compostos. A produção de CO2 e H2O é característica de combustíveis que apresentam, na sua
composição, carbono e hidrogênio (C e H) ou carbono, hidrogênio e oxigênio (C, H e O).
Para comparar a eficiência de diferentes combustíveis, costuma-se determinar a quantidade de calor
liberada na combustão completa por mol ou grama do combustível.
A tabela a seguir apresenta o ΔH de combustão de alguns combustíveis.
Na queima de combustíveis fósseis, as impurezas presentes também sofrem combustão. Dentre elas
temos os compostos de enxofre, os quais produzem óxidos de enxofre (SO2 e SO3), que são substâncias
poluentes.
O uso do álcool comum como substituinte da gasolina não produz esses poluentes, pois não apresenta
enxofre como impureza.
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EXERCÍCIOS DE CLASSE
1. (UNICAMP 2011) – O vazamento de petróleo no Golfo do México, em abril de 2010, foi considerado o pior da
história dos EUA. O vazamento causou o aparecimento de uma extensa mancha de óleo na superfície do oceano,
ameaçando a fauna e a flora da região. Estima-se que o vazamento foi da ordem de 800 milhões de litros de
petróleo em cerca de 100 dias.
Por ocasião do acidente, cogitou-se que todo o óleo vazado poderia ser queimado na superfície da água. Se esse
procedimento fosse adotado, o dano ambiental
a) não seria grave, pois o petróleo é formado somente por compostos de carbono e hidrogênio, que, na queima,
formariam CO2 e água.
b) seria mais grave ainda, já que a quantidade (em mols) de CO2 formada seria bem maior que a quantidade (em
mols) de carbono presente nas substâncias do petróleo queimado.
c) seria praticamente nulo, pois a diversidade de vida no ar atmosférico é muito pequena.
d) seria transferido da água do mar para o ar atmosférico.
2. (FUVEST) – Em tempo de seca são comuns queimadas nas florestas. No ar atmosférico que envolve uma
queimada, a concentração de oxigênio e a de vapor d´água, respectivamente:
a) aumenta – diminui.
b) aumenta – aumenta.
c) diminui – aumenta.
d) diminui – diminui.
e) diminui – não se altera.
3. (ENEM) – Para compreender o processo de exploração e o consumo dos recursos petrolíferos, é fundamental
conhecer a gênese e o processo de formação do petróleo descritos no texto abaixo.
“O petróleo é um combustível fóssil, originado provavelmente de restos de vida aquática acumulados no fundo dos
oceanos primitivos e cobertos por sedimentos. O tempo e a pressão do sedimento sobre o material depositado no
fundo do mar transformaram esses restos em massas viscosas de coloração negra denominadas jazidas de
petróleo”.
(Adaptado de TUNDISI. Usos de energia. São Paulo: Atual Editora, 1991)
As informações do texto permitem afirmar que:
a) o petróleo é um recurso energético renovável a curto prazo, em razão de sua constante formação geológica.
b) a exploração de petróleo é realizada apenas em áreas marinhas.
c) a extração e o aproveitamento do petróleo são atividades não poluentes dada sua origem natural.
d) o petróleo é um recurso energético distribuído homogeneamente, em todas as regiões, independentemente da
sua origem.
e) o petróleo é um recurso não renovável a curto prazo, explorado em áreas continentais de origem marinha ou
em áreas submarinas.
4. (ENEM) – “A idade da pedra chegou ao fim, não porque faltassem pedras; a era do petróleo chegará igualmente
ao fim, mas não por falta de petróleo”.
Xeque Yamani (ex-ministro do petróleo da Arábia saudita), O Estado de S. Paulo, 20/08/2001.
Considerando as características que envolvem a matérias-primas citadas no texto em diferentes contextos
histórico-geográficos, é correto afirmar que, de acordo com o autor, a exemplo do que aconteceu na Idade da
Pedra, o fim da era do Petróleo estaria relacionado:
a) à redução e esgotamento das reservas de petróleo.
b) ao desenvolvimento tecnológico e a utilização de novas fontes de energia.
c) ao desenvolvimento dos transportes e consequente aumento do consumo de energia
d) ao excesso de produção e consequente desvalorização do barril de petróleo.
e) à diminuição das ações humanas sobre o meio ambiente.
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
1. (FUVEST) – No Brasil, o sal de cozinha e o gás de cozinha (mistura de propano e butano) são usualmente
obtidos, respectivamente,
a) de jazidas desse sal e do petróleo.
b) de jazidas desse sal e do gás natural.
c) da água do mar e do lixo orgânico.
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d) da indústria cloro-álcali e do gás natural.
e) da água do mar e do petróleo.
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2. (FUVEST) – A figura mostra esquematicamente o equipamento utilizado nas refinarias para efetuar a destilação
fracionada do petróleo. Os produtos recolhidos em I, II, III e IV são,
respectivamente:
a) gás de cozinha, gasolina, óleo diesel e asfalto.
b) álcool, asfalto, óleo diesel e gasolina.
c) asfalto, gasolina, óleo diesel e acetona.
d) gasolina, óleo diesel, gás de cozinha e asfalto.
e) querosene, gasolina, óleo diesel e gás de cozinha.
3. (UNIRIO-RJ) – Campos de Goytacazes, na região norte do estado do Rio de Janeiro, pode ser considerada a
capital nacional do petróleo: a Bacia de Campos produz em média 900 mil barris/dia de petróleo cru. A operação
que permite isolar tanto a gasolina quanto o querosene do petróleo cru é a:
a) decantação.
b) destilação.
c) filtração.
d) catação.
e) extração com água.
4. (UNIRIO-RJ) – “O petróleo, que só vinha trazendo más notícias para o Brasil por causa do aumento do preço
internacional, deu alegrias na semana passada. O anúncio da descoberta de um campo na Bacia de Santos, na
última terça-feira, teve efeito imediato nas bolsas de valores.”
(Revista Veja)
O petróleo, na forma em que é extraído, não apresenta praticamente aplicação comercial, sendo necessária a sua
separação em diferentes frações. A separação dessas frações é feita considerando o fato de que cada uma delas
apresenta um ponto de ebulição diferente. Entre os compostos a seguir, a fração que apresenta o maior ponto de
ebulição é o(a):
a) gás natural.
b) óleo diesel.
c) querosene.
d) gasolina.
e) parafina.
5. (UFRN) – Frequentemente, toma-se conhecimento de notícias sobre acidentes com navios petroleiros. Os
vazamentos de petróleo geralmente são identificados por grandes manchas negras que se formam sobre a
superfície dos oceanos, causando sérios prejuízos à vida marinha. Essas manchas ocorrem porque o petróleo é
basicamente constituído por uma mistura de
a) hidrocarbonetos insolúveis em água.
b) macromoléculas solúveis em água.
c) sais solúveis em água.
d) minerais insolúveis em água.
6. (CESGRANRIO-RJ) – Sabe-se que o termo petróleo significa ÓLEO DA PEDRA, visto que foi encontrado entre
os poros de determinadas rochas sedimentares no subsolo. Sua formação se deu há no mínimo 10 milhões de
anos e apresenta uma composição complexa formada por milhares de compostos orgânicos, predominantemente
hidrocarbonetos.
Dentre as substâncias a seguir, a única que, industrialmente, não é obtida diretamente a partir do petróleo é o(a):
a) butano.
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b) querosene.
c) etanol.
d) óleo diesel.
e) gasolina.
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