nº11QUÍMICA

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Professor Antonino Fontenelle

ÓLEO DIESELEm janeiro de 2013, a Petrobrás disponibilizou no mercado o combustível diesel S10, um combustível de menor teor de enxofre. A presença

de enxofre no óleo diesel causas sérios impactos ambientais e, para amenizar o dano ao ambiente, os órgãos reguladores mundiais concentraram esforços para reduzir a quantidade de enxofre no óleo diesel vendido no mercado.

Segundo o Manual Técnico da Petrobrás, disponibilizado na Internet, “o novo diesel S10 Petrobrás, disponível a partir de janeiro de 2013, com teor máximos de enxofre de 10 mg/kg foi desenvolvido para atender aos requisitos da mais nova geração de motores diesel que foram projetados para emitirem menores teores de material particulado e NOx (óxidos de nitrogênio) do que os produzidos até dezembro de 2011. Além do baixo teor de enxofre, esse combustível contém alto número de cetano (48, no mínimo), uma faixa estreita de variação da massa específi ca (820 a 850 kg/m3) e uma curva de destilação com a temperatura dos 95% evaporados de, no máximo, 370 ºC. Essas propriedades conferem benefícios na combustão e na partida a frio dos motores”.

Anteriormente, o óleo diesel utilizado era o S50, que continha 50 mg/kg de enxofre, já considerado um avanço em relação aos combustíveis S500 e S1800. A redução na concentração de enxofre produz benefícios não apenas ao ambiente, mas também ao motor do veículo. Veja a tabela a seguir, extraída do site da Petrobrás, que fornece o que cada propriedade do combustível diesel afeta no motor do veículo.

Propriedades do Óleo Diesel × Desempenho do Motor

PROPRIEDADE O QUE É? O QUE AFETA?Densidade Massa contida em determinado volume Potência, emissões e economia de combustível

Viscosidade Tempo de escoamento do combustível em capilar padronizado Atomização, lubrifi cação do sistema de injeçãoDestilação Faixa de temperatura de vaporização à pressão atmosférica Potência, fumaça, depósitos no motor

Número de cetano Qualidade de ignição Fumaça, partida a frio, ruído, economia de combustível, emissões

Teor de enxofre Enxofre total presente Desgaste de cilindros e anéis, depósitos no motor, emissõesResíduo de carbono Tendência à formação de depósitos de carbono Depósito de coque em partes do motor

Estabilidade a oxidação Tendência à formação de borra, goma, aderente e escurecimento Estocagem, fi ltros, bicos injetores, bomba injetora

Cinzas Conteúdo de material inorgânico (teor elevado indica existência de contaminação) Acelera entupimento de fi ltros

Ponto de FulgorTemperatura mais baixa, na qual o produto se vaporiza em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamável com ar

Segurança, sistema de injeção tamponamento

Corrosividade ao cobre Potencial de corrosividade do produtos face à presença de enxofre e seus derivados Vida útil dos tanques, linhas e partes internas do motor

Ponto de entupimento Temperatura de início de cristalização de parafi nas Entupimento de fi ltro, escoamento do combustível

Água e sedimentos Contaminação com água e impurezas Entupimento de fi ltro, desgaste de bomba, desgaste do bico injetor, borra no tanque, corrosão, combustão

Manual Técnico da Petrobrás – Diesel S10; site da Petrobrás Distribuidora: www.br.com.br.

Exercícios

1. A presença de enxofre no combustível causa danos ao motor do veículo e provoca graves impactos ambientais. Assinale a alternativa que descreve o principal problema ambiental gerado pela presença de enxofre nesse combustível.A) O enxofre sofre uma transmutação durante a queima do combustível e termina por se transformar em carbono, aumentando a liberação de

CO2 e agravando o efeito estufa.B) O enxofre queima juntamente com o combustível e forma óxidos que, em contato com a umidade presente no ar, formam ácidos derivados

do enxofre provocando chuva ácida.C) O enxofre, ao reagir com o oxigênio durante a queima do combustível, converte o O2 em seu alótropo O3, agravando o problema da camada

de ozônio.D) O enxofre, por não reagir, juntamente com o combustível, na presença de oxigênio, é liberado completamente na forma de partículas sólidas

que provocam alergias e causam odor desagradável no ambiente.E) O enxofre reage com o oxigênio durante a combustão e forma compostos capazes de fi ltrar as radiações solares e reduzir a incidência de

raios ultravioleta.

FB NO ENEM2 FB NO ENEM2

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

• O texto e a tabela a seguir referem-se às próximas duas questões.O conhecimento das características do combustível utilizado é determinante para que se procure saídas economicamente viáveis para minimizar os problemas ambientais causados pelo uso de combustíveis, notadamente os de origem fóssil, como carvão mineral e petróleo.Observe os dados a seguir:

Combustível Massa molar média (g/mol)

Densidade média (g/mL)

Poder calorífi co (kJ/mol)

Diesel (C15H32) 212 0,85 9300Gasolina (C8H18)

118 0,70 5200

Etanol (C2H5OH) 46 0,80 1400

GNV (CH4) 16 0,00065 800

2. O poder calorífi co de um combustível pode ser avaliado sob várias formas: por mol, por massa, por volume, ou, mais recentemente, pela capacidade em contribuir menos com problemas ambientais. Qual o combustível mais efi ciente quando se analisa o poder calorífi co por massa e por volume, respectivamente?A) GNV e diesel.B) GNV e gasolina.C) Etanol e GNV.D) Etanol e diesel.E) Gasolina e etanol.

3. Um dos problemas ambientais mais comentados na atualidade é o efeito estufa, causado principalmente pelo aumento da concentração de gás carbônico na atmosfera. Sob esse apelo ambiental, qual o combustível que apresenta o maior poder calorífi co, em relação à quantidade de gás carbônico produzida (admitindo que todos os combustíveis sofram combustão completa), para minimizar os danos relativos ao efeito estufa (desconsiderando a rota de produção de cada combustível)?A) Diesel.B) Gasolina.C) Etanol.D) GNV.E) Todos apresentam igual poder calorífi co, sob o aspecto analisado.

4. A legislação brasileira tem procurado melhorar, gradativamente, a qualidade do ar respirado nas cidades. Um dos problemas que se enfrenta é o teor de enxofre presente nos combustíveis fósseis, principalmente no diesel. Em 2012, o Brasil passou a utilizar o diesel S50 (com 50mg/kg de enxofre no combustível) e, em 2013, será utilizado o diesel S10 (com 10 mg/kg de enxofre no combustível). Sabendo que a densidade do diesel em geral é de 0,70 g/mL, calcule a a massa de SO2 (resultante da queima do enxofre presente no diesel) que deixará de ser emitida quando na queima 1 L de diesel, pela substituição do S50 pelo S10.Dados: massas molares: S = 32 g/mol; SO2 = 64 g/mol.A) 14 mgB) 28 mgC) 56 mgD) 70 mgE) 84 mg

5. Gasolina (aqui considerada como octano, C8H18, puro) e diesel (aqui considerado como C14H30 puro) são os dois principais combustíveis fósseis em fase líquida utilizados no Brasil. Em suas reações de combustão completa, liberam CO2 e contribuem para o aumento do efeito estufa. Para uma mesma energia liberada, qual a relação aproximada entre a produção de CO2 do diesel e da gasolina?Dados: Calores de combustão (em kJ/mol): C8H18 = –5600;

C14H30 = –8960A) 1,1B) 1,2C) 1,3D) 1,4E) 1,5

FB no Enem – Nº 10 – Professor: Fabrício Maia1 2 3 4 5D E C A D

Anotações

OSG.: 70140/13 - 08/04/13DIG.: AN / REV.: AM