O que significa razão ar/combustível em motores a combustão?

É a proporção, em massa, entre o ar e o combustível admitidos no cilindro do motor.

Como a razão ar/combustível afeta a emissão de monóxido de carbono (CO)?

Razões baixas (mistura rica) aumentam CO; razões altas (mistura pobre) diminuem CO, pois há mais oxigênio para oxidar o CO a $\text{CO}_2$.

Por que a emissão de hidrocarbonetos (HC) é maior em misturas ricas?

Em misturas ricas, parte do combustível não é completamente queimada, liberando HC na atmosfera.

O que é a fumaça fotoquímica e como ela se forma?

É um tipo de poluição formada pela reação de óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos com luz solar, gerando produtos irritantes e tóxicos.

Por que a emissão de $\text{CO}_2$ é maior em misturas pobres?

Porque o excesso de oxigênio permite a combustão completa do combustível, formando mais $\text{CO}_2$.

Qual é o impacto ambiental do monóxido de nitrogênio (NO) emitido por veículos?

O NO contribui para a formação de chuva ácida e da fumaça fotoquímica, prejudicando a saúde e o meio ambiente.

O que ocorre com o oxigênio molecular ($\text{O}_2$) nos gases de escape em mistura pobre?

Parte do $\text{O}_2$ não é consumida, sendo liberada no escapamento devido ao excesso de ar.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Na condição de razão ar/combustível igual a 18, haverá uma emissão

ENEM 2024 Questão 114

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 ($\text{CO}_2$), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrogênio (NO) e oxigênio molecular ($\text{O}_2$), emitidos por um motor a gasolina, em diferentes razões ar/combustível, em massa.

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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

Resolução

A questão aborda a influência da razão ar/combustível na emissão de poluentes por motores a gasolina. Para resolvê-la, é fundamental compreender como a variação dessa razão afeta a formação de diferentes gases. Uma razão ar/combustível igual a 18 indica uma mistura muito pobre (excesso de ar em relação ao combustível), o que favorece a combustão completa. Nessa condição, a emissão de monóxido de carbono (CO) é baixa, pois há oxigênio suficiente para oxidar o carbono do combustível até dióxido de carbono ($\text{CO}_2$). Por outro lado, a emissão de $\text{CO}_2$ é alta, pois a combustão é mais eficiente. O raciocínio envolve identificar que, em misturas pobres, a tendência é diminuir CO e aumentar $\text{CO}_2$, enquanto hidrocarbonetos (HC) e CO são mais elevados em misturas ricas (pouco ar). Assim, a alternativa correta é a C.

Comentários por alternativa

A baixa de $\text{O}_2$ e alta de NO.

Errada. Em razão ar/combustível igual a 18 (mistura pobre), a emissão de $\text{O}_2$ é alta (excesso de ar não consumido) e a de NO tende a ser baixa, pois a temperatura não é tão elevada para favorecer a formação de óxidos de nitrogênio.
B baixa de NO e alta de HC.

Errada. Em misturas pobres, há combustão mais completa, o que reduz tanto NO quanto HC. A emissão de HC é baixa, pois quase todo o combustível é queimado.
C baixa de CO e alta de $\text{CO}_2$.

Correta. Com excesso de ar (razão 18), há combustão completa, resultando em baixa emissão de CO (oxidado a $\text{CO}_2$) e alta emissão de $\text{CO}_2$.
D baixa de HC e alta de CO.

Errada. Em mistura pobre, a emissão de HC é baixa, mas a de CO também é baixa (não alta), pois o CO é convertido em $\text{CO}_2$ devido ao excesso de oxigênio.
E baixa de $\text{CO}_2$ e alta de HC.

Errada. Em mistura pobre, a emissão de $\text{CO}_2$ é alta (combustão completa) e a de HC é baixa, pois quase todo o combustível é queimado.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que significa razão ar/combustível em motores a combustão?: É a proporção, em massa, entre o ar e o combustível admitidos no cilindro do motor.
2. Como a razão ar/combustível afeta a emissão de monóxido de carbono (CO)?: Razões baixas (mistura rica) aumentam CO; razões altas (mistura pobre) diminuem CO, pois há mais oxigênio para oxidar o CO a $\text{CO}_2$.
3. Por que a emissão de hidrocarbonetos (HC) é maior em misturas ricas?: Em misturas ricas, parte do combustível não é completamente queimada, liberando HC na atmosfera.
4. O que é a fumaça fotoquímica e como ela se forma?: É um tipo de poluição formada pela reação de óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos com luz solar, gerando produtos irritantes e tóxicos.
5. Por que a emissão de $\text{CO}_2$ é maior em misturas pobres?: Porque o excesso de oxigênio permite a combustão completa do combustível, formando mais $\text{CO}_2$.
6. Qual é o impacto ambiental do monóxido de nitrogênio (NO) emitido por veículos?: O NO contribui para a formação de chuva ácida e da fumaça fotoquímica, prejudicando a saúde e o meio ambiente.
7. O que ocorre com o oxigênio molecular ($\text{O}_2$) nos gases de escape em mistura pobre?: Parte do $\text{O}_2$ não é consumida, sendo liberada no escapamento devido ao excesso de ar.