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Química Forense > QF_Combustão > Flashcards

QF_Combustão Flashcards

(60 cards)

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1
Q

Combustão é importante na QF?

A

Depois da análise de drogas é a área de maior importância em QF

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Q

A QF trata a combustão como o processo no centro de…

A

fogo posto, rebentamento de explosivos e disparo de arma de fogo

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3
Q

Define combustão

A

Combustão - decomposição oxidativa com oxigénio

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4
Q

A diferença entre um incêndio e uma explosão consiste

A

na diferente velocidade a que ocorre a combustão e o espaço a que está confinada

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5
Q

Explica as diferenças de velocidade de deflagração e de detonação.

A

Na deflagração as chamas movem-se a uma velocidade inferior à do som
Na detonação movem-se a uma velocidade superior

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6
Q

O que é consumido numa explosão? O2 não chega?

A

Na explosão há elevada velocidade da frente da combustão
O2 atmosférico é insuficiente
Há necessidade de outra fonte de oxigénio e combustíveis que produzam mais energia

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7
Q

Distingue a expansão em: fogo posto, explosivos, propulsores?

A

Fogo posto - a expansão gera chamas - deixam marcas próprias
na cena do crime
Explosivos - a expansão tem o tempo mais longo possível para
gerar uma onda de choque destrutiva
Propulsores – a expansão de gases aquecidos conduz um projétil
numa dada direção

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8
Q

Qual dos processos da combustão é mecânico?

A

Deflagração é um processo térmico
Detonação é um processo mecânico

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9
Q

Qual a equação da combustão?

A

CH4 (g) + 2 O2 (g) —> CO2 (g) + 2 H2O (l)

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10
Q

No estudo da combustão é necessário considerar quatro
perspetivas de análise do fenómeno

A

Termodinâmica
Cinética
Transferência de calor
Transferência de massa

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11
Q

Para haver combustão tem de se obedecer a:

A

combustível e oxidante em quantidades apropriadas, ie nas devidas proporções
fonte da energia de ativação
tempo suficiente de contacto para que a fonte de energia inicie a reação

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12
Q

As reações de combustão são baseadas em…

A

➢ As reações que ocorrem na combustão são baseadas em radicais livres
➢ As reações ocorrem em cadeia
➢ As reações radicalares são muito complexas

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13
Q

O mecanismo da combustão envolve três passos:

A

Iniciação – formação dos primeiros radicais
Propagação – ocorrem reações entre radicais e espécies neutras
Terminação – reação entre dois radicais livres formam uma espécie neutr

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14
Q

Define flash point:

A

temp mínima a partir da qual um composto possui uma fração de vapor que constitui
uma mistura inflamável quando em contacto com uma fonte de energia

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15
Q

Distingue líquido inflamável e combustível?

A

Líquido inflamável – produto que possui flash point inferior a 70 ˚C
Líquido combustível – produto que possui 70 ˚C ≤ flash point < 93,3 ˚C

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16
Q

Temperatura de autoignição:

A

É a temperatura mínima à qual a substância sofre ignição espontânea

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17
Q

A temperatura de autoignição
diminui à medida que…

A

aumenta a pressão
e a concentração
de oxigénio

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18
Q

Efeito da concentração na combustão.

A

Num ambiente sem perturbações a densidade de fuel relativamente à atmosfera determina os locais onde os vapores se acumulam e as zonas onde a combustão é suportada. ex.
O H2 é menos denso que o ar e sobe
O vapor de gasolina é mais denso e desce
O metano sobe e fica acima da gasolina

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19
Q

A concentração de vapor de substância necessária para a queima varia e é determinada por dois fatores:

A

Limite Inferior de Inflamabilidade (ou explosividade) (LII)
Limite Superior de Inflamabilidade (LSI). ex. butano – LII = 1,9 %, LSI = 8,5 %
Neste intervalo – intervalo de combustibilidade – há propagação constante de chama

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20
Q

O que é phi em combustão?

A

phi é definido pela razão entre as quantidades de fuel e de oxidante na mistura em combustão a dividir
pelas quantidades estequeométricas correspondentes (ver eq no ppt)

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21
Q

Para a equação de phi, na parte da razão estequiométrico como se a calcula para por exemplo o metano?

A

No caso do metano a razão molar da combustão é 1:2
Como o oxigénio está disperso no ar (21%) há que entrar em conta com esta diluição
Assim o nº de moles de ar necessários para se ter a quantidade necessária de oxigénio é 4,76 x 2
((100/21) x 2)
PM (CH4) = 16 g/mole; PM médio (ar) = 28,85 g/mole.
(ver eq ppt)
O valor da razão de massa F/O na equivalência estequiométrica de combustão do metano é 0,0583

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22
Q

Considerando que se libertaram 5 g de metano num contentor com capacidade de 50 L (0 oC)
pretende saber-se se a mistura de metano/ar é inflamável

A

Nº de moles (CH4) = 5 g/16 g mol-1 = 0,3125 moles —> x 22,4 L = 7 L
50 L – 7 L = 43 L de ar
PV = nRT
1 x 43 = n x 0,0821 x 298
M(ar) = 1,76 x 28,85 = 50,78 g
n = 1,76 moles de ar.

phi=(5g de metano/50,78g de ar)/0,0583= 1,69

a mistura é rica porque phi>1

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23
Q

Investigação pericial de incêndios…

A

Deduzir a causa de um incêndio

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24
Q

O que é o fumo na combustão? Depende de o quê? E pode ter que cores?

A

➢ forma-se quando não há combustão completa, contém vários gases e partículas da
queima
➢ a composição e cor do fumo depende do material queimado
CO, CO2, carvão, O2, N2, vapor de água, entre outros
azeite de cozinha – castanho; gasolina, pneus e plásticos – preto;
madeira, papel e tecidos – cinzento acastanhado

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25
Os materiais que produzem mais fumo derivam...
do petróleo
26
O fogo flui das zonas...
...mais quentes para as mais frias
27
Porque é que é importante identificar o efeito das chamas nas superfícies para entender o grau do dano que se observa?
o dano dá indicação sobre a temperatura a que ocorreu o incêndio para indicação se foi usado um acelerante
28
O que indica um padrão em V na queima de um fogo?
um padrão em “V” reflete a marca da queima numa parede no processo de combustão, ou seja, é o auto-retrato da combustão que fica impresso na parede.
29
Indicadores de fogo posto.
Vários pontos de origem do incêndio: ➢ várias origens de difusão (gases aquecidos têm deslocação ascendente e para fora da zona de combustão) ➢ as chamas formam labaredas que deixam evidências físicas e químicas Indicadores de ponto de origem intencional ➢ ponto de origem é um local fundamental e o de maior importância para destruir ➢ local onde é mais propício um fogo acidental ou zona de fácil combustão
30
Como se vê um rasto de acelarante em fogo posto?
➢ em casos de fogo posto em que é intencionalmente derramado combustível (acelerante) serão visíveis manchas largas que se encontram dispersas no solo que se ligam a zonas de incêndio
31
Indicadores de acelerantes num incêndio:
➢ Propagação rápida do fogo ➢ O padrão da chama é ascendente o que permitirá identificar o nível mais baixo a que se iniciou o fogo e provavelmente recolher nesse local resíduos do acelerante ➢ Baixa contaminação com fuligem na área e ponto de origem do fogo devido à combustão completa dos gases ➢ Há fuligem no teto longe do ponto de origem ➢ Os materiais metálicos manifestam baixa resistência por ação da chama a alta temperatura ➢ Os materiais de madeira adquirem aspeto de “pele de crocodilo” devido à alta temperatura ➢ Os materiais combustíveis comuns terão aumento de velocidade de pirólise
32
Como procurar pontos de origem e indicadores de acelerantes num incêndio?
➢ Identificar a direção em que a chama se propagou e caminhar em direção contrária para estabelecer a área e ponto de origem do incêndio. O ponto de origem está no extremo oposto ao local mais impregnado de fumo e fuligem
33
Se a fuligem for pegajosa indica o quê?
indica a utilização de acelerante ou a combustão de materiais plásticos
34
Quando existe uma mistura potencialmente explosiva os fatores que determinam se ocorre detonação ou deflagração são:
1. o grau de confinamento 2. a presença de oxidantes 3. fonte de ignição
35
Quais são os produtos de reação numa explosão?
➢ Produtos da reação CO2 e H2O como num incêndio com N2 adicional
36
De onde provém o oxigénio para os explosivos?
➢ A maioria dos explosivos contêm oxigénio, mas este pode ser deficiente para a combustão (ex. TNT; azidas) ➢ Outras fontes de oxigénio para as misturas explosivas são os cloratos (ClO3-) e os percloratos (ClO4-)
37
O que são explosivos moleculares?
Alguns explosivos são classificados de explosivos moleculares, ie na forma pura detonam com facilidade – são instáveis
38
O que é um sensibilizador?
➢ Como consequência os explosivos são misturas de fuel + oxidante com o sensibilizador ➢ Os sensibilizadores podem ser sensíveis ao choque, à corrente elétrica, ...
39
Define explosão.
Explosão - libertação num breve espaço de tempo e de forma violenta de calor, gás e energia mecânica
40
O que são explosivos primários?
Explosivos primários: explosivos de deflagração que só detonam quando confinados, usados para detonar explosivos secundários que são estáveis
41
O que são explosivos secundários?
Explosivos secundários: não são sensíveis e requerem um iniciador para a detonação, produzem ondas de choque de alta pressão - mais potentes do que os primários
42
O que é um primer?
➢ Primer: explosivo primário usado para a ignição de propulsores de armas de fogo
43
Qual é o explosivo mais rápido e com maior indíce de potência explosiva dentro os explosivos de baixo poder explosivo?
Lead styphnate.
44
Diz 2 explosivos com alto poder explosivo.
Nitroglicerina, ácido picrico e nitrocelulose. E tambem´HMX (32400km/h v de detonação)
45
O poder explosivo depende de o quê?
depende do calor gerado e do volume de gases gerado (QV
46
O que é o índice de poder explosivo?
poder explosivo relativamente a outro explosivo
47
Numa explosão o calor gerado (Q)...
é fundamental para determinar os danos; o que é importante na identificação dos componentes dos explosivos, é função do calor específico médio dos componentes
48
Explosivos primários são menos potentes do que...
os explosivos secundários como é estabelecido pelos valores de índice de poder explosivo – sofrem detonação pela aplicação de fricção ou impacto
49
A ignição de um explosivo correlaciona-se sempre com algo?
A ignição de um explosivo não significa automaticamente que ele detone - para haver detonação é necessário que a mistura seja confinada de forma a que a combustão se torne uma detonação
50
ignição e detonação é a mesma coisa?
Ignição não é o mesmo que detonação Quando um explosivo entra em ignição, queima, quando detona, explode O primeiro evento é térmico e o segundo é mecânico
51
Quais as vantagens do HMX e RDX?
Estes explosivos são extremamente potentes, estáveis, maleáveis e resistentes ao calor. Podem ser moldados sem perigo, mas detonam por impulso elétrico. A onda gerada pela explosão é muito potente e capaz de derrubar paredes de aço
52
O que é C4?
A mistura plástica explosiva conhecida como C4 (muito usada por terroristas) é composta por 91% RDX e 9% de aditivos plastificantes. O poder de detonação do C4 é suficiente, por exemplo, para gerar ondas de compressão capazes de iniciar a fissão nuclear de uma bomba de urânio-235
53
CL-20 é potente?
1987 foi sintetizada pelo exército americano a amina cíclica: hexanitrohexaazaisowurtzitana (CL-20) com as mesmas características de estabilidade dos anteriores, mas 20% mais potente. Este explosivo detonado num cartucho de uma bala de 30 mm consegue que esta penetre através de 7 placas de aço inox de 2,5 cm de espessura
54
Porque é que derivados do cubano podem ser tão promissores como explosivos?
O cubano é um hidrocarboneto com a estrutura de um cubo É um produto estável e comercial Os ângulos de ligação de 90 o forçam os ângulos das ligações sigma dos átomos de carbono (109,5 o). A tensão das ligações é elevada e daí esperar-se um grande poder explosivo de um derivado nitrado tal como o octanitrocubano (um cubano completamente nitrado): oito grupos nitro e a tensão das ligações, permitem um elevadíssimo poder explosivo. O octanitrocubano foi sintetizado em 1999 por Philip Eaton
55
O peróxido de acetona é instável ao quê?
É um pó branco cristalino de odor pungente e instável ao calor
56
Como prever que gases são feitos em resultado de uma explosão
1. C é convertido em CO 2. Qualquer O restante depois de 1. é incorporado em H2O 3. Qualquer O restante depois de 2. converte CO em CO2 4. N é convertido em N2 5. 1/3 do CO formado é oxidado a CO2 6. 1/6 da quantidade inicial de CO (antes de 5.) é convertida em C e H2O
57
Como é o balanço de oxigénio da explosão de trinitroglicerina e de TNT?
trinitroglicerina – balanço positivo de oxigénio – possui na molécula O suficiente para a combustão e o O restante pode entrar noutro processo TNT – balanço negativo – requer O para a combustão completa
58
Para balanços de O negativos forma-se preferencialmente...
CO e não CO2 sistema sub-oxidado e pobre.
59
Numa mistura de TNT e nitroglicerina qual a % em que deve existir cada um dos explosivos para que o calor libertado da combustão (Q) seja maximizado (Q = massa x calor específico x deltaT)
Para que Q seja o mais elevado possível deve ter-se um consumo total de O o mais próximo de zero, Assim: sendo x = fração de nitroglicerina 1-x = fração de TNT Pelos dados anteriores: Balanço de O (nitroglicerina) = +4 % Balanço de O (TNT) = -74 % Ter-se-á: 4x + (-74)(1-x)= 0 Fazendo o cálculo: x = 0,95 1-x = 0,05
60
Para a combustão de um hidrocarboneto tal como o metano ou o etano, o balanço de oxigénio é positivo ou negativo? (CH4 ; C2H6)
Os hidrocarbonetos não têm O na estrutura logo o balanço é sempre negativo

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