Apenas 1% das substâncias conhecias são gases, à temperatura de 25ºC e pressão de 1 atm. Alguns gases existem na natureza, como o oxigênio e o nitrogênio, principais componentes do ar atmosférico; outros, como o cloro e o flúor, são obtidos pelo homem por meio de transformações químicas de outras substâncias. Apesar de serem minoria, as substâncias gasosas têm muitas aplicações.
O consumo crescente dos gases naturais combustíveis está esgotando as reservas mundiais desses materiais. Por esse motivo, vêm sendo planejados novos processos para a produção de gases combustíveis a partir do carvão. Também se investigam métodos para gaseificar lixos de cidades, resíduos de esgotos, restos de madeiras e quaisquer outros refugos de vegetais ou animais. Já se cultivam bactérias e algas com o fim específico de produzir gás combustível.
Gás natural
Sua composição varia conforme o lugar onde se forma. É constituído principalmente por CH4. desprende-se da crosta terrestre nas regiões petrolíferas, sendo a maior fonte natural de metano.
O gás natural é usado como combustível em residências, nos fogões, aquecedores de água e, em países de clima frio, nos sistemas de calefação. É utilizado também como combustível industrial no aquecimento de caldeiras onde água é transformada em vapor. Este, por sua vez, é utilizado para movimentar turbinas.
O gás natural não é usado apenas como combustível. Diversos subprodutos do gás natural bruto, como o metano, o etano, o propano e o butano são usados como matéria-prima na obtenção de substâncias sintéticas. Os subprodutos do gás natural são separados uns dos outros por compressão, que os transformam em líquidos a temperaturas diferentes.
Existem, misturadas ao gás natural bruto, substâncias indesejáveis como a água (H2O) e o sulfeto de hidrogênio (H2S), que devem ser removidas antes de o gás natural ser injetado nas linhas de transmissão ou gasodutos.
Gás d’água
O gás d’água é, às vezes, chamado gás azul, em virtude da cor da chama de sua combustão. O gás d’água é uma mistura de monóxido e carbono (CO) e gás hidrogênio (H2). Ao contrário do gás natural, o gás d’água é um produto industrial obtido por meio de uma transformação química. Uma das maneiras de se obter o gás d’água é fazer passar uma corrente de vapor d’água sobre carvão previamente aquecido à temperatura de 1000ºC. A equação química que representa essa transformação é:
C + H2O ⇒ CO + H2
Em alguns países costuma-se substituir por hidrocarbonetos. As moléculas dos hidrocarbonetos são constituídas exclusivamente por átomos de carbono e hidrogênio. O metano (CH4), o propano (C3H8) e o butano (C4H10) são exemplos de hidrocarbonetos. A equação química abaixo ilustra a obtenção do gás d’água a partir a transformação entre o metano e o vapor d’água:
CH4 + H2O ⇒ CO + 3 H2
Gases liquefeitos de petróleo
O petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos formada através de uma série de transformações químicas que levaram milhões de anos para se completar. A mistura dos gases propano e butano, existentes no petróleo bruto, quando é liquefeita sob pressão, constitui o que na indústria se conhece pela sigla GLP; comercialmente é conhecido como gás de botijão.
A mistura dos gases propano e butano é extraída do petróleo pelo processo de destilação fracionada. Além os usos domésticos do GLP como gás combustível e de iluminação, usa-se industrialmente esse produto em maçaricos de solda, no tratamento do tabaco, na secagem de grãos e em motores de automóveis.
Biogás
A utilização do GLP como combustível está se tornando proibitiva para países que não são autossuficientes em petróleo, isto é, que precisam importar mais petróleo do que conseguem produzir. A partir de 1979, os preços dos derivados do petróleo vêm sofrendo aumentos seguidos. A fim de substituir uma parte do petróleo consumido, técnico brasileiros estão desenvolvendo técnicas de obtenção de combustíveis a partir de matérias-primas que existem em abundância em nosso país. Entre essas técnicas esta o processo bioquímico de obtenção e um gás combustível, a chamada biodigestão.
A biodigestão é uma sequência de transformações químicas através das quais sustâncias existentes em restos de animais e vegetais são transformadas em gás carbono e metano. O metano é um excelente combustível. A biodigestão se dá pela ação de certos micro-organismos que, na ausência de oxigênio, usam a energia contida na matéria orgânica para sua sobrevivência e reprodução.
Ao digerir as substâncias existentes no meio em que estão situadas, as bactérias provocam uma série de transformações químicas que resultam na produção de uma mistura gasosa chamada biogás. Os restos das substâncias não digeridas e as células das bactérias mortas constituem o resíduo da biodigestão, rico em material fertilizante.
Extraído do livro de Química de Carmo Gallo Netto
Autoria: Ana Paula Rosa
