Onde você encontrará química em seu carro?

O que podemos usar para construir um carro?

Embora o coração de cada carro seja o motor, que em geral determina a dinâmica de todo o veículo, outros componentes, incluindo a carroceria, desempenham um papel igualmente importante. O material de que é feito é uma combinação de conhecimento e experiência em química, física e engenharia de materiais. Embora o aço ainda seja o material básico utilizado nas carrocerias dos automóveis, o uso de compósitos, polímeros e até mesmo alguns resíduos reciclados está ganhando popularidade. A maioria dos elementos do corpo são feitos de aço laminado. O aço é uma liga de ferro e carbono. Além disso, para melhorar o desempenho do material final, são introduzidos modificadores na forma de elementos químicos selecionados, incluindo cobre, manganês, níquel e cobalto. Dependendo do componente estrutural do carro, o aço utilizado terá uma composição de peso um pouco diferente; por exemplo, o aço utilizado na seção do mancal se destaca pelo baixo teor de carbono. Além disso, para atender a requisitos específicos, os engenheiros desenvolveram tipos especiais de aço, inclusive aqueles que garantem a ductilidade ou resistência desejada do produto acabado. O alumínio pode ser usado para fazer a estrutura de um carro, por exemplo. O alumínio tem algumas desvantagens em comparação ao aço (por exemplo, menor resistência mecânica), mas também é menos suscetível à umidade. Não é utilizado como metal puro, mas apenas na forma de ligas. O tipo e a quantidade de aditivos de liga dependem das propriedades finais exigidas. Os aditivos mais utilizados são magnésio, silício, cobre e manganês. As ligas individuais diferem em seus parâmetros, por isso devem ser selecionadas de acordo com os requisitos do elemento final. Os materiais estruturais populares incluem compósitos . É assim que chamamos os materiais que consistem em mais de dois componentes. Os compósitos para a indústria automotiva são produzidos utilizando os chamados metais básicos (ferro e suas ligas, ligas de níquel, alumínio, magnésio, cobre, etc.), cerâmicas básicas (óxido de alumínio, nitreto de silício, etc.) e cerâmicas básicas polímeros (resinas termoendurecíveis e quimicamente curáveis, materiais termoplásticos, etc.). Os compósitos mais comumente usados ​​são as fibras de vidro. Eles são produzidos adicionando uma carga polimérica à fibra de vidro . Nos últimos anos, tem sido dada especial atenção à utilização de compósitos reforçados com fibra de carbono devido às suas inúmeras vantagens, especialmente à sua elevada resistência mecânica.

Combustíveis e lubrificantes

Combustíveis e lubrificantes são outros elementos importantes que desempenham um papel muito importante na indústria automotiva. Aqui também podemos encontrar muitos compostos químicos.

Combustíveis

O aspecto mais importante dos combustíveis são suas propriedades. Dependem diretamente de sua composição química. Os combustíveis são produtos baseados principalmente em hidrocarbonetos e que contêm misturas de outros elementos.

• A gasolina é uma mistura líquida de hidrocarbonetos alifáticos contendo 5 a 12 átomos de carbono, obtida pela retificação do petróleo bruto. Além disso, a gasolina contém hidrocarbonetos insaturados (contendo ligações múltiplas nas suas moléculas) e hidrocarbonetos aromáticos (contendo anéis de benzeno). Para melhorar as propriedades, também são adicionados os chamados agentes antidetonantes (compostos químicos selecionados). Seu conteúdo total geralmente não ultrapassa 1%. Um parâmetro importante que indica a qualidade da gasolina é o índice de octanas. Seu valor define a capacidade do combustível de queimar com eficiência. Os postos de gasolina normalmente oferecem gasolina com índice de octanas de 95 e 98.
• O óleo diesel é um combustível obtido pela destilação do petróleo bruto. O óleo diesel contém frações naftênicas, parafínicas e aromáticas. O produto bruto contém uma quantidade considerável de enxofre, o que é altamente indesejável. É por isso que o enxofre é extraído por hidrorrefinação. A qualidade do óleo diesel é determinada pelo chamado índice de cetano. É um parâmetro que indica a capacidade de autoignição do óleo diesel. Isto depende estritamente da composição química. Quanto maior o valor, mais fácil será dar partida em um motor frio com a menor emissão de gases de escape possível.
• GLP e GNV são dois tipos de gás utilizados na indústria automotiva. Os carros geralmente usam sistemas de GLP. Este gás é uma mistura de hidrocarbonetos provenientes do petróleo. Seus principais componentes são propano e butano. Seus campos acompanham o petróleo bruto e são extraídos junto com ele. O GLP é obtido como subproduto do processamento do petróleo bruto. GNV significa gás natural comprimido, extraído de poços. É um gás natural, principalmente metano. Também pode conter pequenas quantidades de nitrogênio, etano ou propano. O conteúdo de cada componente depende do campo de gás.

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Lubrificantes

Os lubrificantes são igualmente importantes para veículos motorizados. Eles desempenham diversas funções no controle do atrito e do desgaste de componentes individuais. Os lubrificantes também protegem o motor contra a corrosão , garantem a temperatura adequada do pistão e muito mais. A classificação geral dos lubrificantes utilizados na indústria automotiva inclui:

• Os óleos de motor são agentes lubrificantes que protegem o motor. Na grande maioria, são constituídos por óleo base, sendo os restantes aditivos que afetam as suas propriedades. A base geralmente é fornecida por óleos minerais, que são uma mistura de hidrocarbonetos líquidos provenientes do processamento do petróleo bruto. Os aditivos utilizados incluem compostos tensoativos (que atuam como emulsificantes ), modificadores de viscosidade ou agentes anticorrosivos.
• A principal função dos óleos de transmissão é reduzir o atrito entre os elementos correspondentes. Seu principal componente é o óleo base, que é um óleo mineral ou sintético. O resto consiste em vários aditivos.
• Graxas plásticas aplicadas nas conexões de elementos móveis (como rolamentos ou juntas). A estrutura das graxas plásticas lembra uma estrutura feita de um espessante (geralmente sabões simples, ceras, polímeros ou sílica hidrolisada) com um óleo em seu interior. A fase de grande volume nos lubrificantes é dominada pela fase contínua, que é composta de óleos minerais ou sintéticos, poliglicóis, ésteres ou silicones líquidos. Melhoradores como pós metálicos, Teflon ou dissulfeto de molibdênio também são usados. A composição das graxas plásticas pode variar muito dependendo do fabricante e das propriedades e uso final da graxa.

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Célula galvânica automotiva, ou seja, a bateria

A bateria é uma fonte eletroquímica reversível de energia. Nos automóveis, é responsável por armazenar energia que pode ser utilizada, por exemplo, para alimentar todos os equipamentos e sistemas do automóvel ou para ligar o motor. As reações químicas ocorrem em cada célula, que é a fonte dos elétrons. Os elétrons em movimento formam corrente elétrica. O principal tipo de bateria usada em carros são as baterias de chumbo-ácido. As baterias são dispositivos altamente “químicos”. Eles são feitos de uma série de células interligadas em série. Eles são colocados em compartimentos separados de uma caixa feita de material resistente a ácidos. Uma única célula consiste em placas positivas e negativas dispostas alternadamente. O eletrodo positivo é feito de dióxido de chumbo e o eletrodo negativo é feito de chumbo poroso. A estrutura de cada placa é formada por uma grade feita de liga de chumbo-cálcio. As baterias mais recentes também contêm outro elemento químico: a prata. Aumenta a resistência do dispositivo à operação cíclica e às altas temperaturas do eletrólito. Os espaçadores das placas de uma bateria são feitos de polietileno . O espaço entre as placas é preenchido com uma solução aquosa de ácido sulfúrico (VI) a 37%. O princípio de funcionamento das baterias é baseado na reação química que ocorre. A água do ácido sulfúrico (VI) faz com que as moléculas do ácido se quebrem (dissociam) em íons de hidrogênio e radicais ácidos, que são transportados entre as placas positivas e negativas enquanto a bateria está sendo carregada e descarregada. Quando a bateria está conectada a um receptor de corrente, a corrente flui através do eletrólito. A composição química dos eletrodos muda e forma-se sulfato de chumbo, que causa a descarga da bateria. O carregamento é realizado invertendo todo o processo. Quando a corrente passa de uma fonte externa, como um retificador, ela faz com que o sulfato de chumbo seja convertido novamente em dióxido de chumbo e chumbo poroso. O processo de carregamento também é acompanhado pela decomposição (eletrólise) da água em oxigênio e hidrogênio.

Produtos químicos para cuidados com o carro

Ninguém precisa estar convencido de que a manutenção do carro é extremamente importante. Não só mantém o carro limpo e bem conservado, mas também ajuda a prolongar a vida útil de muitos elementos do equipamento. Os produtos usados ​​para cuidados com veículos são comumente chamados de produtos químicos para cuidados com automóveis . Isso inclui produtos projetados para:

• cuidados com o corpo,
• cuidados com estofados,
• cuidados com o painel,
• preservando peças mecânicas.

Os produtos listados contêm várias substâncias químicas. Seu tipo e quantidade dependem do uso final. Os produtos destinados à lavagem e cuidado do corpo, como xampus para automóveis, conterão principalmente surfactantes (agentes tensoativos). Eles são responsáveis ​​pela remoção eficaz da sujeira. Essas substâncias incluem compostos com nomes INCI , como Lauril Sulfato de Sódio ou Coco Dieathanolamida. Além disso, cloreto de sódio e álcool isopropílico são frequentemente utilizados. Os álcoois são utilizados especialmente em preparações destinadas à limpeza e manutenção de vidros de automóveis. Facilitam a remoção da sujeira e evaporam rapidamente, sem deixar marcas. Os produtos concebidos para a limpeza de estofos e tablier incluem principalmente substâncias com propriedades de limpeza e desengordurantes, bem como surfactantes e ceras. Compostos de fragrâncias são usados ​​como aditivos. Veja produtos prontos e formulações químicas para o setor autocare .