Abastecendo veículos com etanol em dias frios

O carro abastecido com etanol (álcool etílico) demora mais tempo para ligar em dias frios do que o abastecido a gasolina devido a uma propriedade física chamada ponto de fulgor.

O ponto de fulgor é a temperatura mínima na qual o líquido desprende vapores numa quantidade suficiente, para que, em contato com o oxigênio do ar e uma fonte de ignição, se inicie a combustão. O ponto de fulgor da gasolina varia de -45°C a -38°C, por se tratar de uma mistura de hidrocarbonetos; já o do etanol (álcool etílico) é de 15°C. Assim, em dias com temperaturas inferiores a 15°C, o etanol não desprende vapor suficiente para que, em contato com o oxigênio do ar, haja o início da combustão. Esse problema não ocorre com a gasolina, pois apresenta um ponto de fulgor muito baixo.

É por esse motivo que os veículos flex têm um pequeno reservatório localizado próximo ao compartimento do motor (os mais modernos já dispensam o sistema), que deve ser abastecido com gasolina comum ou aditivada. Caso o veículo esteja abastecido com etanol e a temperatura esteja abaixo de 15°C, o reservatório tem como objetivo injetar uma pequena quantidade de gasolina no momento da partida, facilitando a ignição. Após a partida, o calor produzido pelo motor será suficiente para aquecer o etanol para que possa ser utilizado como combustível.

Para entendermos a diferença entre o ponto de fulgor da gasolina e do etanol, devemos entender o conceito de forças intermoleculares, assunto  recorrente nos principais vestibulares do país. Para se ter uma ideia da importância desse tema, no Enem de 2017, das 17 questões de Química, 3 foram sobre forças intermoleculares, o que representa 17,6% da prova dessa disciplina. Em 2016, o assunto apareceu em 4 das 16 questões de Química no Enem, o que representou 25% da prova dessa disciplina.

Forças (ou interações) intermoleculares são interações de natureza elétrica responsáveis por manter as moléculas unidas. Quanto maior a intensidade da interação, maior será, por exemplo, a temperatura de fusão e de ebulição da substância.

A força intermolecular que ocorre entre as moléculas de etanol é a ligação de hidrogênio. Esta é uma interação na qual um átomo de hidrogênio ligado a um átomo pequeno e fortemente eletronegativo, mais especificamente, F, O ou N, é atraído pelo par isolado de elétrons de outro átomo de F, O ou N. A ligação de hidrogênio é o tipo mais forte de interação intermolecular.

A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos, que são moléculas apolares, e a interação presente é denominada dipolo instantâneo, dipolo induzido ou ainda interação de London, como também é conhecida. Essa interação é mais fraca do que a presente entre as moléculas de etanol. Sendo assim, como as moléculas de etanol estão mais fortemente unidas, fica mais dificil o escape para a fase de vapor, o que explica o maior ponto de fulgor do etanol se comparado com o da gasolina.

Ponto de fulgor não faz parte do programa de Química do ensino médio, mas o vestibular pode cobrar do candidato explicações para as diferenças apresentadas com base em conceitos importantes como as interações intermoleculares, por isso vale se inteirar do tema.