Questão 3 (2º dia) da 2ª fase da FUVEST 2018
O fogo é uma reação em cadeia que libera calor e luz. Três de seus componentes fundamentais são combustível, comburente (geralmente o \ce{O2} atmosférico), que são os reagentes, e calor, que faz os reagentes alcançarem a energia de ativação necessária para a ocorrência da reação. Retirando-se um desses três componentes, o fogo é extinto.
Para combater princípios de incêndio em ambientes domésticos e comerciais, são utilizados extintores de incêndio, equipamentos que contêm agentes extintores, isto é, substâncias ou misturas pressurizadas que retiram pelo menos um dos componentes fundamentais do fogo, extinguindo-o.
Três dos agentes extintores mais comuns são água, bicarbonato de sódio e dióxido de carbono.
a) Em qual dos três componentes do fogo (combustível, comburente ou calor) agem, respectivamente, a água pressurizada e o dióxido de carbono pressurizado, de forma a extingui-lo? Justifique.
b) A descarga inadvertida do extintor contendo dióxido de carbono pressurizado em um ambiente pequeno e confinado constitui um risco à saúde das pessoas que estejam nesse ambiente. Explique o motivo.
c) O agente extintor bicarbonato de sódio (\ce{NaHCO3}) sofre, nas temperaturas do fogo, decomposição térmica total formando um gás. Escreva a equação química balanceada que representa essa reação.
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Resolução comentada
a) A água pressurizada age sobre o calor. Ela absorve muita energia ao se aquecer e vaporizar (calor específico e calor latente de vaporização elevados). Isso baixa a temperatura do material abaixo da energia de ativação necessária para a combustão, e o fogo se apaga.
O dióxido de carbono pressurizado age sobre o comburente. Ao ser liberado, ele se expande e forma uma camada de gás mais denso que o ar sobre o material em chamas. Essa camada afasta o \ce{O2} do contato com o combustível, e sem comburente a reação não prossegue. (Ele também resfria o ambiente ao se expandir, mas a ação principal é abafar o fogo, isolando o \ce{O2}.)
Água: calor (resfriamento); dióxido de carbono: comburente (abafamento, isolando o \ce{O2}).
b) Em um ambiente pequeno e fechado, a descarga libera uma grande quantidade de \ce{CO2}, que desloca o ar e diminui a concentração de \ce{O2}. O \ce{CO2} não é tóxico em si nessa situação, mas a atmosfera passa a ter pouco oxigênio. As pessoas podem sofrer asfixia, com tontura, perda de consciência e até morte por falta de \ce{O2}. Além disso, concentrações altas de \ce{CO2} no ar também prejudicam a respiração.
Risco de asfixia: o \ce{CO2} desloca o ar e reduz a quantidade de \ce{O2} disponível para a respiração.
c) O bicarbonato de sódio se decompõe com o calor em carbonato de sódio, água e dióxido de carbono. O gás formado é o \ce{CO2} (a água também sai como vapor nessas temperaturas). Balanceando: 2 \ce{NaHCO3} têm 2 Na, 2 H, 2 C e 6 O. Os produtos \ce{Na2CO3} (3 O), \ce{H2O} (1 O) e \ce{CO2} (2 O) somam 6 O, o que confere.
2\,\ce{NaHCO3(s) -> Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)}
Assuntos: extintores e combustão, equações químicas, balanceamento.
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