Mas Como Funciona Esse Tal Catalisador?
Você já ouviu falar de um equipamento que existe nos carros, chamado catalisador? E se você tem aulas de Química, também deve ter ouvido o professor falar em catalisador. Mas, será que o catalisador que o seu professor fala na aula é o mesmo do carro?
Catalisador é toda substância que aumenta a velocidade de uma reação.
Sim, isso que estamos chamando de catalisador do carro, na verdade, é uma caixinha de cerâmica que fica na saída do motor e que tem os catalisadores que o professor de Química fala. Lembre que o catalisador não é um filtro! Ele faz com que os gases tóxicos que saem pelo escapamento sofram reações químicas e rapidamente se transformem em gases não tóxicos.
E como se formam esses gases tóxicos no motor? O combustível mais usado pelos carros é a gasolina; e pelos caminhões, o óleo diesel. Os dois são tirados do petróleo, que é uma mistura de vários hidrocarbonetos*. Mas no petróleo tem também outros compostos com enxofre.
*Chamamos hidrocarbonetos os compostos que possuem apenas carbono e hidrogênio na sua composição. Sua fórmula é CxHy , x é o número de átomos de carbono na molécula e y é o número de átomos de hidrogênio na molécula. A gasolina, por exemplo, tem fórmula C8H18, com oito átomos de carbono e dezoito átomos de hidrogênio.
Essa mistura passa por uma destilação fracionada, que funciona mais ou menos assim: cada substância do petróleo tem um ponto de ebulição diferente.
Esquentando o petróleo, ele começa a evaporar uma parte dos hidrocarbonetos, que ferve em temperaturas mais baixas e é condensada** depois.
Aumentando mais a temperatura, outros hidrocarbonetos que fervem em temperaturas mais altas começam a evaporar. Depois, esses vapores também condensam. Os líquidos de substâncias que evaporaram primeiro são recolhidos separados dos outros líquidos que evaporam depois. E, assim, é feito, até evaporar todos os compostos, entre eles, a gasolina e o diesel.
**Se você não se lembra, condensação é quando uma substância está no estado de vapor e passa para o estado líquido quando esfria. Por exemplo, quando você está esquentando água em uma panela fechada, o vapor se encontra com a tampa da panela que está fria e fica líquido de novo, aparecendo aquelas gotinhas na tampa.
Voltando ao motor, a gasolina e o óleo diesel entram no motor e combinam-se com o oxigênio, produzindo energia para movimentar o carro. Só que nessa queima formam-se alguns gases. Se o motor estiver super bem regulado na combustão, deveria acontecer o seguinte:
Mas o combustível não tem só C8H18. E o oxigênio vem do ar, ou seja, com nitrogênio misturado. Além disso, no diesel ainda tem enxofre, que na queima forma o SO2 (dióxido de enxofre) um dos principais responsáveis pela chuva ácida junto com o NO2. E o problema não termina aí! Ainda tem a tal de combustão incompleta, a queima com falta de oxigênio. Aí, não dá CO2, mas, sim CO (monóxido de carbono) mais o NO (monóxido de nitrogênio) e o NO2 (dióxido de nitrogênio), formados porque o nitrogênio e o oxigênio do ar reagem dentro do motor. E sai também uma parte dos hidrocarbonetos que não reagiu. Esses são os grandes vilões da história, que poluem o ar. Viu que, enquanto estamos lá dentro do carro sossegados, um monte de porcaria vai ficando para trás? É aí que entram os catalisadores, que são a platina, o ródio e o paládio. Eles provocam as seguintes reações:
Podemos ver que os produtos da combustão acabam sendo o dióxido de carbono (ou gás carbônico), o nitrogênio (que compõe 80% do ar) e a água. É claro que, mesmo assim, alguns gases tóxicos vão para a atmosfera, mas é muito menos do que seria produzido sem o catalisador.
Por isso que todos os carros devem sair da fábrica com catalisador. E, se por algum motivo um motorista for pego andando com carro sem catalisador, leva multa pesada!
Mauro Faro, Eng. Química da USP