Octanagem: o que é isso?

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conseqüência o motor sofre “detonações”...
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Texto baseado e adaptado de:

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• Colin Baird, Química Ambiental, 2a. edição, Ed. Bookman, 2004 – ISBN
85-363-0002-7
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O que é octanagem

  1. 1. Octanagem: o que é isso? ! ! ! Tentaremos explicar de uma forma bem clara. A gasolina comum, que é evidentemente um derivado do petróleo, contem predominantemente hidrocarbonetos (compostos de hidrogênio e carbono) com 7 átomos carbonos (C7) e 8 átomos de carbono (C8); já o óleo diesel contem principalmente hidrocarbonetos com 9 a 11 átomos de carbono. ! Observe que quanto maior o numero de átomos de carbono de um alcano (hidrocarboneto mais simples, no qual cada átomo de carbono está ligado a outro apenas mediante ligações simples e a átomos de hidrogênio) maior será seu ponto de ebulição e menor sua pressão de vapor (e, portanto, menor sua tendência a se vaporiozar) em uma dada temperatura. ! Mais átomos de carbono Menor tendência a se vaporizar ! ! Dessa forma, as gasolinas destinadas às condições quentes de verão devem ser formuladas com menos quantidades dos alcanos menores (i.e. aqueles que possuem cadeias mais curtas, ou seja com menor número de átomos de carbono) e mais fáceis de vaporizar, como butanos e pentanos. Estes são componentes mais apropriados às gasolinas destinadas a climas frios. A presença de hidrocarbonetos voláteis na gasolina é vital a baixas temperaturas, para permitir a partida dos motores, porém deve ser minimizada em climas quentes. ! Além disso, a gasolina que contem principalmente alcanos de cadeia linear e cicloalcanos apresenta algumas características de combustão indesejáveis quando queimada em motores de combustão interna, como os dos automóveis. Por exemplo, uma mistura de ar e gasolina deste tipo (alcanos de cadeia linear e cicloalcanos), quando vaporizada, tende a sofrer ignição espontânea no cilindro do motor antes que
  2. 2. seja comprimida e receba a descarga elétrica, provocada pela vela de ignição. Como conseqüência o motor sofre “detonações” fora do tempo (“bate pino”) e perde potência. Para superar esse problema, toda gasolina é formulada com substâncias antidetonantes. ! Por outro lado, os alcanos não ramificados e os alcanos muito ramificados, como o isômero de octano 2,2,4 – trimetilpentano (o “isoctano” – ver figura abaixo) apresentam excelentes características de combustão. Não provocam, por exemplo, detonações fora do tempo no motor a combustão interna. ! CH 3 CH 3 H3 C ! C CH 2 CH CH 3 CH 3 2,2,4 – trimetilpentano (“isoctano”) ! ! Entretanto, esses compostos não ocorrem naturalmente em quantidades elevadas no petróleo. ! A capacidade de uma gasolina gerar potência sem que ocorram detonações antes da hora é medida por meio do índice de octanas ou octanas. Octanagem, portanto, ou número de octanos (NO), é a propriedade do combustível que representa sua capacidade de resistir à compressão sem entrar em auto-ignição. Ou seja, a octanagem indica o poder antidetonante do combustível. Quanto mais alta a octanagem, maior a capacidade do combustível ser comprimido na câmara de combustão sem causar detonação. ! Para definir a escala, atribui-se ao isoctano (visto acima) o índice de 100 e ao n-heptano, que é uma substância pura pouco resistente à compressão, atribui-se
  3. 3. arbitrariamente o valor de zero. O índice de octana de qualquer gasolina é determinado pela quantidade de detonações que ela provoca, com relação a dois pontos fixos nesta escala. Assim, por exemplo, um combustível que apresente índice de octanas igual a 91 queima como se fosse constituída por uma mistura de 9% de nheptano e 91% de isoctanos (2,2,4-trimetilpentano). ! A gasolina produzida apenas por destilação de óleo cru tem índice de octana de cerca de 50, o que é baixo para ser usado em automóveis. A adição de pequenas quantidades de compostos, como o chumbo tetrametila, Pb(CH3)4, previne a detonação do motor, aumentando, desse modo, o índice de octana da gasolina. ! Aditivos como o chumbo tetrametila, porém, foram banidos em muitos países, inclusive no Brasil, por terem características tóxicas. Uma alternativa para aumentar a octanagem é misturar à gasolina quantidades significativas de alcanos ramificados, ou BTX, ou outras substâncias orgânicas, que estão continuamente sendo aperfeiçoadas e pesquisadas pelas grandes empresas químicas e de petróleo. ! Resumindo, alguns aditivos da gasolina: • CTE (Chumbo Tetra Etila) - Embora ainda utilizado em alguns países, foi suprimido totalmente da formulação da gasolina pela Petrobras em 1989, em razão de sua toxicidade. • MTBE (Metil terci-butil éter) - Composto orgânico oxigenado, muito empregado nos EUA e também no Brasil. • AEAC (Álcool etítilico anidro combustível) - Adicionado em torno de 24% à gasolina, aumenta a octanagem com menores danos ao meio ambiente, se comparado ao CTE. ! ! ! ! ! !
  4. 4. Texto baseado e adaptado de: ! • Colin Baird, Química Ambiental, 2a. edição, Ed. Bookman, 2004 – ISBN 85-363-0002-7 • Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Mecânica http://www.cdtm.com.br/

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