Entre os gases que compõem o ar identifique o que e necessário para que um combustível pega fogo

O fogo é constituído de uma mistura de gases em alta temperatura. A luminosidade vista e o calor são provenientes da reação entre o combustível (madeira, papel, plástico, gasolina) e o comburente (oxigênio), uma reação de oxidação desencadeada por uma energia inicial, chamada temperatura, calor ou ponto de ignição.

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Qual o estado físico do fogo?

O fogo encontra-se em estado gasoso, o combustível para a sua formação pode encontrar-se em estado gasoso, líquido ou sólido, mas o elemento a que se refere como resultado da reação entre as partes encontra-se em altas temperaturas e no estado gasoso. Ainda, se essa mesma mistura gasosa for submetida a temperaturas mais elevadas, pode ocorrer a ionização dos gases e acontecer de ter-se a mistura em estado de plasma.

O que é fogo?

Fogo é o sinal visual de uma reação química exotérmica (liberação de calor) que acontece pela oxidação da matéria, com a reação de combustão ocorrendo em cadeia. Para que haja fogo, é necessário calor, combustível e comburente.

O calor, nesse caso, é conhecido como temperatura de ignição ou ponto de ignição, é a energia necessária para que se dê início à reação de oxidação, em que o combustível (hidrocarbonetos, madeira, papel, plástico) reage com o comburente (oxigênio), formando uma mistura de gases, processo que emite energia no campo visível e do tipo infravermelho.

Os principais produtos da reação de oxidação são dióxido de carbono (CO2) e vapor de água. A quantidade de calor liberado na reação vai variar conforme o material utilizado como combustível, essa quantidade de calor é chamada de poder calorífero da substância.

• Reação exotérmica
• Mistura de gases
• Temperatura elevada
• Emissão de radiação eletromagnética

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Estados físicos da matéria

A matéria pode adquirir quatro estados físicos: sólido, líquido, gasoso e plasma, os quais se diferenciam pela proximidade e interação das partículas.
 

• Sólido: partículas muito próximas e pouca energia cinética entre elas, pouca movimentação.
   
• Líquido: partículas mais distantes do que no caso sólido, e exite uma movimentação entre elas (energia cinética), massa de volume inalterado, que se adequá ao recipiente.
   
• Gasoso: maior distância entre as partículas do que no estado líquido, muita energia cinética entre elas, volume variável.
   
• Plasma: partículas gasosas submetidas a altas temperaturas, em que as moléculas sofrem ionização e perdem carga elétrica.

O ar atmosférico é constituído por uma mistura de diversos gases, como o nitrogênio, oxigênio, gás carbônico e gases nobres. O oxigênio e o nitrogênio são os gases mais abundantes, sendo que os outros gases são encontrados em quantidades menores. Além dos gases citados, o ar atmosférico também apresenta vapor de água (cuja quantidade depende de alguns fatores como clima, temperatura e local), que se apresenta na forma de neblina, nuvens e chuva. No ar também encontramos em suspensão poluentes, poeira, cinzas, microrganismos e pólen.

O oxigênio (O2) presente no ar atmosférico é de extrema importância para a manutenção da vida no planeta, pois ele é o gás utilizado na respiração de todos os seres vivos e também é necessário para que ocorra a combustão. Calcula-se que o ar atmosférico seja composto por aproximadamente 21 % de oxigênio.  

O nitrogênio (N2) compõe aproximadamente 78% do ar atmosférico, e é de extrema importância para todos os seres vivos, pois participa da formação de diversas moléculas orgânicas necessárias para o seu metabolismo. De todos os organismos vivos, apenas alguns microrganismos são capazes de captar o nitrogênio (ciclo do nitrogênio) disponível na atmosfera e degradá-lo de forma que os seres vivos possam aproveitá-lo. 

O gás carbônico (CO2) é encontrado em proporções muito pequenas na atmosfera, contribuindo com apenas 0,03% da composição do ar. É um gás de extrema importância para a realização da fotossíntese pelos vegetais, e é liberado para a atmosfera através da combustão e também pela respiração dos animais.

Dentre os gases nobres que fazem parte da composição do ar podemos citar: argônio (Ar), neônio (Ne), radônio (Rn), hélio (He), criptônio (Kr) e xenônio (Xe), sendo que eles compõem cerca de 0,93% do ar atmosférico. Esses gases não produzem nenhum tipo de reação química com outras substâncias e por isso são considerados nobres.

O vapor de água que também participa da composição do ar provém da evaporação das águas de rios, mares e lagos, respiração dos seres vivos, transpiração das plantas, evaporação da água do solo e evaporação da água de dejetos (fezes e urina de animais).

O ar atmosférico é composto por uma mistura de gases, sendo eles: nitrogênio, oxigênio, gás carbônico e gases nobres.

Calcula-se que o ar atmosférico seja composto por aproximadamente 21% de oxigênio.

O gás carbônico é encontrado em proporções muito pequenas na atmosfera, contribuindo com apenas 0,03% da composição do ar.

O nitrogênio compõe aproximadamente 78% do ar atmosférico.

Postado em 10 de maio de 2015 Atualizado em 22 de fevereiro de 2017

O FOGO

O fogo é um processo químico de transformação, também chamado combustão, de materiais combustíveis e inflamáveis, que, se forem sólidos ou líquidos, serão primeiramente transformados em gases para se combinarem com o comburente (Geralmente o oxigênio), e, ativados por uma fonte de calor e desenvolvendo uma reação em cadeia.

O produto dessa transformação, além do calor, é a luz.

Nessa definição, diz-se que os gases provenientes da combustão combinam-se com o comburente, geralmente o oxigênio, porque existem combustíveis que queimam sem a presença dele, como o antimônio em atmosfera de cloro.

Numa definição mais simples:

FOGO é uma reação química que produz luz e calor.

ELEMENTOS QUE COMPÕEM O FOGO

Os elementos que compõem o fogo são 4:

1. Combustível;
2. Comburente;
3. Calor; e
4. Reação em Cadeia.

Esse quarto elemento, também denominado transformação em cadeia, forma o quadrado ou tetraedro do fogo, substituindo o antigo triângulo do fogo

Para que haja fogo, é necessário existir um combustível que, atingindo seus pontos de fulgor e combustão, gera gases inflamáveis, que misturados com um comburente,(Geralmente oxigênio contido no ar), precisam apenas de uma fonte de calor (Faísca elétrica, chama ou superaquecimento), para inflamar e começar a reação em cadeia.

Vejamos agora cada elemento e suas características e funções no fenômeno químico do fogo.

Ex.: Consideramos uma vela.
Para acendê-la, é necessário que existam esses três elementos:

1. O combustível: cera que envolve o pavio;
2. O oxigênio: presente no ar; e
3. O calor: que, nesse caso, é fornecido por meio de um palito de fósforo aceso.

E, para que o fogo continue, deve ocorrer a reação em cadeia (Quarto Elemento).

COMBUSTÍVEL

Elemento que alimenta o fogo e que serve como campo para sua propagação.

Onde houver o combustível, o fogo caminhará por ele, aumentando ou diminuindo sua faixa de ação.

Os combustíveis podem ser:

Sólidos, Líquidos ou Gasosos, e é necessário que os sólidos e líquidos sejam principalmente transformados em gases pela ação do calor, para que, combinado com o comburente, formem uma substância inflamável.

De uma forma geral, combustível é uma substância que queima, é qualquer substância que reage com o oxigênio (ou outro comburente) liberando energia, que pode ser na forma de calor, chamas e gases.

Para reagir com o oxigênio, o combustível deve ser aquecido até uma temperatura mínima (Cada material tem a sua) para que libere gases em quantidades suficiente para iniciar a combustão. Por exemplo, a temperatura de ignição da madeira é de 230°C.

Ex.:
Se apagarmos uma vela com cuidado e, posteriormente, quisermos reacendê-la, para conseguirmos uma nova combustão, basta colocar um fósforo aceso a uma distância mínima de 5 cm ou 6 cm do pavio na direção da coluna gasosa formada imediatamente após a vela ser apagada, pois o pavio ainda se encontra quente desprendendo vapores inflamáveis.

Outra experiência que confirma esse fato consiste em colocar pedaços de papel ou de madeira dentro de um frasco de boca estreita sobre uma chama de aquecimento.

Quando os pedaços estiverem aquecidos, desprenderão vapores que poderão ser inflamados na boca do frasco a uma distância relativamente grande deles.

COMBURENTE

Elemento ativador do fogo, o comburente dá vida às chamas.

O fogo, em ambiente rico em comburente (oxigênio), terá suas chamas aumentadas, desprenderá mais luz e gerará maior quantidade de calor.

O comburente mais comum é  o oxigênio, contido no ar atmosférico numa porcentagem de 21%; portanto é o elemento que está contido em quase todos os ambientes.

Se o oxigênio estiver numa porcentagem próxima de 13%, não haverá chama, somente brasa.

Sem o comburente não poderá haver fogo.

Quantidade de oxigênio em uma combustão.

CONDIÇÕES PARA A COMBUSTÃO

De 0% a 8% de O²      –  Não Ocorre
De 8% a 13% de O²    –  Lenta
De 13% a 21% de O²  –  Viva

Ex.:
Se colocarmos um copo sobre uma vela acesa, de forma que impeça a entrada do oxigênio, observaremos que a chama diminuirá gradativamente até se apagar.

O fenômeno ocorre por causa da insuficiência de oxigênio no interior do copo, isto é, ao colocá-lo sobre a vela, impedimos que o ar entre para fornecer oxigênio suficiente.

Existem combustíveis que já possuem oxigênio em sua composição, como é o caso da:

• Pólvora;
• Nitratos;
• Celuloides, etc.,

Que podem queimar em qualquer lugar, com ou sem a presença do ar.

CALOR

Elemento que dá início ao fogo; é ele que faz o fogo se propagar pelo combustível.

Como já foi dito anteriormente, os materiais necessitam, principalmente, de aquecimento para produzirem gases que, combinados com o Comburente (Oxigênio), formam uma mistura inflamável.

Submetida a uma temperatura mais alta, essa mistura inflamar-se-á gerando maior quantidade de calor que vai aquecendo novas partículas do combustível e inflamando-as de forma progressiva, gerando maior quantidade de calor Esse processo contínuo e progressivo é chamado de Reação em Cadeia.

REAÇÃO EM CADEIA

Os combustíveis, após iniciarem a combustão, geram mais calor. Esse calor provocará o desprendimento de mais gases ou vapores combustíveis, desenvolvendo uma transformação em cadeia ou reação em cadeia, que, em resumo, é o produto de uma transformação gerando outra transformação.

Uma reação em cadeia é uma sequência de reações provocadas por um elemento ou grupo de elementos que gera novas reações entre elementos possivelmente distintos, tal como ocorre durante a fissão nuclear.

Tratando-se de incêndios, a reação em cadeia é um dos itens do chamado tetraedro do fogo que, além da reação em cadeia, é composto por outros três elementos básicos para a existência do fogo: Combustível, comburente e Calor

Nesse sentido, a reação em cadeia é uma sequência de reações que ocorre durante o fogo, produzindo sua própria energia de ativação (O calor) enquanto há comburente e combustível para queimar.

Livro: Manual de Prevenção e Combate a Incêndios
Autor: Tenente-Coronel PM Abel batista Camillo Jr.
Editora: Senac 12ª Edição

Fonte: Apostila de formação de bombeiro civil (ABCESP)