O fogo pode queimar quando não há oxigênio?

2 semanas ago
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O fogo pode queimar quando não há oxigênio?

O oxigênio é um elemento importante, mas não necessário , para o fogo. Há muitas maneiras de construir um incêndio em um ambiente sem oxigênio.

Você já assistiu a um pedaço de papel queimar e se perguntou: “Isso seria possível se não houvesse oxigênio na atmosfera da Terra?” Ou talvez você já tenha pensado: “Como os humanos planejam viver em Marte, já que não será possível fazer um incêndio na atmosfera pobre em oxigênio do nosso planeta vizinho?” Se você se fez uma pergunta como essa , então você está olhando para o artigo certo, enquanto exploraremos os detalhes por trás dessa questão comum – O fogo pode ocorrer a partir de reações não-oxigenadas?

Queima de madeira em ambiente oxigenado

Queima de madeira em ambiente oxigenado (Créditos das fotos: Pixabay).

O que é fogo?

Sentado ao lado de uma fogueira, olhando para a pira ardente, você pode ter pensado sobre a natureza do fogo … ‘Por que é tão atraente? De que são feitas essas chamas e por que elas têm cores diferentes? O fogo tem uma composição química e, portanto, uma fórmula química, como qualquer outra entidade no planeta? Bem, espero que isso não seja muito decepcionante, mas o fogo em si não tem uma fórmula química única . O fogo não é senão o resultado de uma reação química comumente conhecida como combustão .

Os dois principais componentes do fogo são o combustível e um agente oxidante ou oxidante. O combustível é uma substância que perde elétrons ou aceita átomos de oxigênio, enquanto um oxidante é um material que fornece esses átomos de oxigênio ou aceita os elétrons. Este processo de transferência de elétrons do agente oxidante para o combustível é conhecido como oxidação, que basicamente constitui combustão!

Um dos agentes oxidantes mais comuns é o oxigênio, principalmente devido à sua abundância relativa no planeta e os dois elétrons de valência em sua camada mais externa. No entanto, o oxigênio não é o único agente oxidante ao redor.

As chamas são a parte visível do fogo e consistem principalmente de gases, como dióxido de carbono, vapor de água, oxigênio, nitrogênio e cinzas volantes. A cor de um incêndio pode fornecer muitas informações sobre o que está sendo queimado. A luz produzida pelos diferentes elementos que estão sendo queimados sai como diferentes comprimentos de onda e, portanto, aparece como cores diferentes para os nossos olhos. Um químico analítico pode detectar facilmente um composto pela cor de suas chamas.

Alternativas para oxigênio como oxidante

Como vimos anteriormente, o oxigênio desempenha o papel de um oxidante na reação de combustão, mas qualquer espécie química que possa replicar esse papel é um possível substituto do oxigênio. Por exemplo, flúor e cloro são excelentes oxidantes. Os compostos que contêm esses não-metais reativos, como o tricloreto de carbono, podem queimar metais na ausência de oxigênio.

Os fluoropolímeros estão sendo usados ​​para fornecer flúor como um oxidante de combustíveis metálicos, por exemplo, na composição de magnésio / Teflon / Viton. Outros halogênios, como o bromo e o iodo, também podem atuar como agentes oxidantes, mas são menos eficazes devido aos seus tamanhos maiores.

Oxidantes em Monopropulsores e combinações Hipergólicas

Monopropulsores são combustíveis que não requerem um oxidante para combustão porque o oxidante está ligado à molécula do próprio combustível. Por exemplo, considere um sistema de hidrogênio e oxigênio no qual o hidrogênio atua como combustível e o oxigênio funciona como um oxidante. Tal sistema seria chamado de um sistema bipropelante, já que a reação exigiria uma espécie química separada como um agente oxidante, ao contrário de um sistema monopropelente, que não requer nenhum oxigênio externo (ou qualquer oxidante, por sinal) para combustão. A hidrazina é o monopropelente mais comumente usado.

Hipergálicos são combinações de dois materiais que se inflamam espontaneamente sem a necessidade de uma fonte de ignição e, portanto, não requerem oxigênio. Como eles não dependem de fontes de ignição externas, eles podem ser facilmente controlados, o que os torna propulsores de foguetes ideais.

Aerozina 50 + tetróxido de nitrogênio (NTO) tem sido usado em muitos foguetes americanos, incluindo o Titan II e Módulo Lunar Apollo.

E quanto às reações nucleares?

Você deve estar se perguntando agora, e as reações nucleares? Visualmente, eles produzem os mesmos resultados (calor e luz) que o fogo e até mesmo acontecem em estrelas distantes como o nosso sol (sempre dizemos que o sol está queimando) onde não há oxigênio. O que está acontecendo nessas estrelas não é nada além de uma reação de fusão nuclear. Para aqueles que não estão muito familiarizados com a fusão nuclear, vamos nos aprofundar nesta idéia um pouco mais.

Proton-Proton_III_chain_reaction

Fusão nuclear (Crédito da foto: Hovereel / Wikimedia Commons)

Nas reações de fusão nuclear, dois núcleos atômicos leves se combinam para formar um núcleo atômico pesado, que libera uma enorme quantidade de luz e energia térmica. Fusão é o que alimenta o sol. Átomos de deutério e trítio (isótopos de hidrogênio, Hidrogênio-2 e Hidrogênio-3, respectivamente) fundem sob temperatura e pressão extremas, produzindo um isótopo de nêutrons e hélio. A reação é bastante semelhante à combustão, exceto pelo fato de que o hidrogênio desempenha o papel de oxigênio.

Uma palavra final

Embora a viabilidade do fogo em qualquer outro planeta continue sendo uma questão de discussão, como vários fatores devem ser considerados, não deixe sua imaginação se abster de construir assentamentos em Marte ou planejar expedições espaciais para explorar um planeta parecido com a Terra em alguma outra parte do planeta. o universo.

Dito isto, o oxigênio continua a ser de primordial importância no planeta Terra para muitos processos, incluindo a queima de fogo, devido à sua abundância e eficiência. Nos últimos 1 milhão de anos, os níveis de oxigênio atmosférico vêm diminuindo, mas felizmente, não o suficiente para desencadear problemas significativos para a vida na Terra. No entanto, a raça humana tem muitos outros problemas para os quais estamos contribuindo definitivamente, então há muito trabalho a ser feito!

 Referências:

  1. ScienceDirect
  2. Duke Energy
  3. Fóruns de Física
  4. NASA.gov (Link 1)
  5. NASA.gov (link 2)
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