Um dos agentes que mais contribui para a poluição do ar é o automóvel a combustão interna. Em áreas urbanas, isso é demonstrado dramaticamente pela fumaça fotoquímica, resultante da interação entre óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos e luz solar, para formar produtos de oxidação, que causam irritação aos olhos, ao aparelho respiratório e danos às plantas. As condições de operação de motores a combustão, como a razão da mistura ar/combustível no cilindro, influenciam na composição dos gases lançados pelo escapamento na atmosfera. O gráfico ilustra a variação nas composições dos principais gases, dióxido de carbono (CO2), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrogênio (NO) e oxigênio molecular (O2), emitidos por um motor a gasolina, em diferentes razões ar/combustível, em massa.
RANGEL, M. C.; CARVALHO, M. F.A. Impacto dos catalisadores automotivos no controle da qualidade do ar. Química Nova, V. 26, 2003 (adaptado).
Na condição de razão ar/combustível igual a 18, haverá uma emissão
- A
baixa de O2 e alta de NO.
- B
baixa de NO e alta de HC.
- C
baixa de CO e alta de CO2.
gabarito - D
baixa de HC e alta de CO.
- E
baixa de CO2 e alta de HC.
Resolução
Para entender a resposta correta, precisamos analisar o gráfico fornecido, que mostra a variação na composição dos gases emitidos por um motor a gasolina em diferentes razões ar/combustível.
No eixo horizontal, temos a razão ar/combustível (massa/massa), que varia de 10 a 20. No eixo vertical, temos a concentração dos gases emitidos: dióxido de carbono (CO₂), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrogênio (NO) e oxigênio molecular (O₂).
Vamos focar na razão ar/combustível igual a 18:
1. Dióxido de Carbono (CO₂): Observando a curva do CO₂ (linha vermelha), vemos que a concentração de CO₂ é alta nessa razão ar/combustível. Isso ocorre porque, em uma combustão completa, o carbono do combustível se converte em CO₂.
2. Monóxido de Carbono (CO): A curva do CO (linha preta) mostra que a concentração de CO é baixa nessa razão ar/combustível. O CO é um produto de combustão incompleta, e em uma razão ar/combustível alta (excesso de ar), a combustão tende a ser mais completa, resultando em menos CO.
3. Oxigênio Molecular (O₂): A curva do O₂ (linha azul) indica que a concentração de O₂ é alta nessa razão ar/combustível. Isso é esperado, pois com excesso de ar, nem todo o oxigênio é consumido na combustão.
4. Hidrocarbonetos (HC): A curva dos HC (linha marrom) mostra que a concentração de HC é baixa nessa razão ar/combustível. Os HC são produtos de combustão incompleta, e com excesso de ar, a combustão é mais completa, resultando em menos HC.
5. Monóxido de Nitrogênio (NO): A curva do NO (linha laranja) mostra que a concentração de NO é alta nessa razão ar/combustível. O NO é formado em altas temperaturas, que ocorrem em condições de excesso de ar.
Portanto, na condição de razão ar/combustível igual a 18, haverá uma baixa emissão de CO e uma alta emissão de CO₂.