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 (CO2), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrogênio (NO) e oxigênio molecular (O2), emitidos por um motor a gasolina, em diferentes razões ar/combustível, em massa.
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
baixa de O2 e alta de NO.
baixa de NO e alta de HC.
baixa de CO e alta de CO2.
— Gabarito (resposta correta)baixa de HC e alta de CO.
baixa de CO2 e alta de HC.
A questão avalia a leitura e interpretação de gráficos no contexto da química ambiental, especificamente a relação entre a razão ar/combustível e a composição dos gases emitidos por motores a gasolina.
Na razão ar/combustível igual a 18, o motor opera na região de excesso de ar (à direita da razão estequiométrica, que é aproximadamente 14,7). Nessa condição, há oxigênio em abundância disponível para a combustão completa.
Com excesso de oxigênio, o monóxido de carbono (\text{CO}) — produto típico da combustão incompleta — é oxidado a dióxido de carbono (\text{CO}_2) de acordo com a reação:
2\,\text{CO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{CO}_2
Portanto, no ponto de razão 18, observa-se no gráfico que a emissão de \text{CO} é baixa (próxima de zero) e a de \text{CO}_2 é alta, pois a combustão é mais completa.
As demais situações não correspondem ao que o gráfico indica: o \text{O}_2 é alto (não baixo) nessa faixa de excesso; o \text{NO} já declinou em relação ao pico estequiométrico; e os hidrocarbonetos (\text{HC}) também são baixos no excesso de ar, não altos.
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