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QUÍMICA como Catalisadores nos carros: como funcionam? Karim Nice (Cornell University) – traduzido por HowStuffWorks Brasil Introdução Há milhões de carros nas ruas do mundo – e cada um deles polui o ar. Especialmente nas grandes cidades, a quantidade de poluição que todos os carros produzem juntos pode criar grandes problemas. Na Europa, nos EUA e no Brasil foram criadas normas para limitar a quantidade de poluição que os carros podem produzir. Para se adequar a es promoveram varias org alimentação.

Para aju r a re desenvolveram um d que trata os gases d automóveis nos sistemas de s poluentes, elas hamadocatalisador, e eles saiam do automóvel, removendo bastante poluição. [pic] Localização do catalisador em um carro Neste texto, você aprenderá quais são os poluentes produzidos por um motor e por que isto acontece. Também verá como um catalisador lida com cada um desses poluentes. Dispositivo simples, mas de extrema importância, o catalisador não é um filtro, como muitos pensam.

Poluentes produzidos pelo motor de um carro A fim de reduzir as emissões, motores de carros modernos controlam cuidadosamente a quantidade de combustível que queimam. Eles procuram manter a mistura ar-combustível bem próxima do ponto estequiométrico, que é a proporção ideal de ar para que ocorra uma combustão. Teoricamente, nessa oxigênio do ar; • vapor de água (H20) – é outro produto da combustão. O hidrogênio do combustível se une com o oxigênio do ar. Essas descargas são, em sua maiona, benignas (embora as emissões de C02 (conhecido também como gás carbônico), contribuam para o efeito estufa e o aquecimento global).

Porém, como o processo de combustão nao é perfeito, também são produzidas substâncias prejudiciais, tais como: I Catalisadores nos carros: como funcionam? I Karim Nice (Cornell University) – traduzido por HowStufflNorks I ntrodução Ipoluiçào que todos os carros produzem juntos pode criar grandes problemas. I Na Europa, nos EUA e no Brasil foram criadas normas para para Ise adequar a estas leis, os fabricantes de automóveis promoveram várias melhorias nos motores e nos sistemas de alimentação.

Para ajudar a reduzir ainda mais os poluentes, elas desenvolveram um dispositivo interessante, chamado catalisador, que trata los gases de escapamento antes que eles saiam do automóvel, emovendo bastante poluição. I Poluentes produzidos pelo motor de um carro IA fim de reduzir as emissões, motores de carros modernos quelmam. I Eles procuram manter a mistura ar-combustível bem próxima do ponto estequiométrico, que é a proporção ideal de ar para que ocorra uma combustão.

Teoricamente, nessa proporção, todo o combustível será queimado usando todo o oxigênio no ar. Para a gasolina, a proporção estequlométrica é de aproxmadamente 14,7:1. Isso significa que, para cada grama de gasolina, serão Iqueimadas 14,7 gramas de ar. Na verdade, a proporção ideal aria bastante durante o funcionamento do carro. Às vezes, a Imistura de combustível pode ser rica (proporção de ar para combustível acima de 14,7); em outros momentos, pode Iser pobre (proporção abaixo de 14,7).

Para o álcool etílico hidratado usado no Brasil, o ponto estequiométrico é 9:1. IAS principais substâncias emitidas por um motor de carro são: • gás nitrogênio (N2) — em sua constituição, o ar tem 78% de gás nitrogênio. Grande parte dessa substância passa pelo motor I Ido veículo; • dióxido de carbono (COZ) – é um dos produtos da combustão. O carbono do combustível se une com o oxigênio do ar; l. vapor de água (H20) – é outro produto da combustão. O hidrogênio do combustível se une com o oxigênio do ar.

I Essas descargas são, em sua maioria, benignas (embora as contribuam voláteis (VOCs) — produzidos principalmente por combustível não queimado, que levapora. A luz solar quebra os hidrocarbonetos para formar oxidantes. Estes reagem com óxidos de nitrogênio, transformando-se lem ozônio (03), de baixa altitude, um componente importante da poluição do ar ao formar a névoa fotoquímica (smog); • óxidos de nitrogênio (NO e N02, quando juntos, são chamados de NOx) -contribuem para o smog e para a chuva ácida e causam lirritação das mucosas humanas.

Essas são as três pnncpais substâncias sujeitas a limites. A função dos catalisadores é reduzi-las. IComo os catalisadores reduzem a poluição A maioria dos carros modernos é equipada com catalisadores de três vias. A expressão “três vias” se refere às três substâncias I que eles ajudam a reduzir — monoxido de carbono, VOCs e moléculas de NOx. A peça catalisador na verdade usa dois diferentes ipos de catalisadores: um de redução e outro de oxidação. Ambos consistem em uma estrutura cerâmica coberta por um ‘catalisador de metal, geralmente platina, ródio elou paládio.

A idéia e criar uma estrutura que exponha o máximo da área da Isuperfície catalisadora para o fluxo de descarga ao mesmo tempo em que se procura minimizar o trabalho dos catalisadores, pois são muito caros. I [pic] PAGF primeiro. catalisador de redução É a primeira parte do catalisador. Usa platina e ródio para ajudar a reduzir a saída de NOx. Quando as moléculas NO ou N02 entram em contato com o catalisador, ele “expulsa” o átomo de nitrogênio para fora da molécula. Com isso, o átomo fica I ‘retido e o catalisador libera o oxigênio na forma de 02.

Os átomos de nitrogênio se unem com outros átomos de nitrogênio. Todos são retidos pelo equipamento, formando N2. por exemplo: 12N0 N2+02 ou 2N02. N2 +202 O catalisador de oxidação É a segunda parte do catalisador. Reduz os hidrocarbonetos não- queimados e o monóxldo de carbono, queimando-os (oxidação) ‘sobre o catalisador de platina e paládio. Isso ajuda na reação do CO e dos hidrocarbonetos com o restante do oxigênio nos gases de escapamento. Por exemplo: pco +02 2c02 I Mas, de onde veio este oxigênio?

IO sistema de controle IA terceira parte é um sistema de controle que monitora o fluxo de descarga e usa essa informa 30 ara controlar o sistema de I linieçao de combust[vel. II de oxigêniocolocado assim, o computador I Ipode aumentar ou diminuir essa quantidade de oxigênio através de um ajuste na mistura ar-combustível. Este esquema de controle ‘permite que o computador tenha certeza de que o motor está funcionando bem perto do ponto estequiométrico e também juda a I certificar que há oxigênio o suficiente para permitir que o catalisador de oxidação queime o restante dos hidrocarbonetos e ICO.

I Atividade 7 – Exercícios 1. (UNESP 1993) Explique os seguintes fatos experimentais: a) Limalha de ferro dissolve-se mais rapidamente em ácido clorídrico se a mistura for submetida à agitação. b) A hidrólise alcalina de acetato de etila é mais rápida a 900C de que a temperatura ambiente. 12. (UNESP 1992) Se uma esponja de ferro metálico empregada em limpeza, como por exemplo o Bombril, for colocada em uma chama ao ar, inicia-se uma reação química. Esta reação prossegue espontaneamente, mesmo quando a esponja é retirada da chama, com Idesprendimento de material incandescente sob a forma de fagulhas luminosas.

Após o término da reação, a esponja torna-se ‘quebradiça e escura. No entanto, se um arame de ferro for aquecido na mesma chama e também ao ar, a única alteração que se I nota ao final é o escurecimento de sua superfície. pela equação: IH202(I) – 1/202 I Das seguintes condições: II. 250C e ausência de luz. I II. 250C e presença de catalisador. III. 250C e presença de luz . IV. 350C e ausência de luz. IV. 350C e presença de catalisador. I Qual delas é que mais favorece a CONSERVAÇÃO da água oxigenada? 4. (UFMG, 1994) A elevação de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas porque aumenta os fatores apresentados nas ‘alternativas, EXCETO la) A energia cinética média das moléculas. ‘b) A energia de ativação. Ic) A freqüência das colisões efetivas. d) O número de colisões por segundo entre as moléculas. ‘e) A velocidade média das moléculas. 15. (Fuvest, 1994) NaHS04 + CH3COONa CH3COOH + Na2S04 equação acima é realizada segundo dois procedimentos: II. Triturando reagentes sólidos. I II.

Misturando soluções aquosas concentradas dos reagentes. Utilizando mesma quantidade de NaHS04 e mesma quantidade de CH3COONa nesses procedimentos, à mesma temperatura, a formação do I ácido acético: a) é mais rápida em II porque em solução a freqüência de colisões entre os reagentes é maior. ‘b) é mais rápida em I porque no estado sólido a concentração dos reagentes é maior. Ic) ocorre em I e II com igual velocidade porque os reagentes são os mesmos. d) é mais rápida em I porque o ácido acético é liberado na forma e vapor. ) é mais rápida em II porque o ácido acético se dissolve na água. 16. Atualmente todos os carros são obrigados a ter catalisador. Para que serve o catalisador nos carros? Você conhece algum outro uso para o catalisador? Qual? 7. Pesquise sobre “catalisadores automotivos”. Qual é a sua função nos automóvels? Como eles agem nos escapamentos dos carros? I I Quais são os beneficios do uso de catalisadores automotivos? Faça uma lista dos materiais poluentes que os veículos automotivos lançam no ambiente. Como os seres vivos podem ser afetados pelos agentes