Investigação acerca das propriedades termodinâmicas e cinéticas nas reações de combustão do diborano como combustível de foguete, à luz da literatura especializada. Para tanto, objetiva compreender as características e propriedades termodinâmicas e cinéticas da decomposição térmica das matérias de alta energia em busca de desenvolver um mecanismo das reações químicas de combustão. Do ponto de vista metodológico, trata-se de um estudo aplicado, com fins descritivos, abordagem quantitativa, cuja geometrização das moléculas foi modelada usando a programa Gaussview 5.0, considerando os dados experimentais para as ligações de cada molécula de interesse B-B, B-H, B-O, O-O, H-H, O-H, mencionadas nas reações isódesmicas. Evidencia-se que as otimizações das moléculas de equilíbrio no estado fundamental, foram realizadas usando o modelo B3LYP funcional de DFT para as geometrias das moléculas. Afirma-se que os cálculos das reações foram computados em temperaturas distintas de 100K, 298K, 500K e 1000K, assim fora possível extrair do arquivo de saída do Gaussian 09 as propriedades termodinâmicas tais como Variação de entalpia, Energia Livre de Gibbs, e Constante de equilíbrio. As constantes de equilíbrio Keq, foram computadas a partir das propriedades termodinâmicas dos reagentes e produtos em função da temperatura, e a variação de entalpia (∆H), foram calculadas tomando como base a diferença entre as entalpias dos produtos e reagentes. Reforça que na Teoria funcional da densidade (B3LYP) foi utilizado o conjunto de base cc-pVTZ (Tripla Zeta) para determinar a entalpia de formação das espécies neutras e críticas na decomposição térmica. A apresentação dos dados computacionais das geometrias moleculares foi apresentada nas formas de tabelas e gráficos. Concluiu-se que a técnica de reação isodésmicas tem muito sucesso em determinar os tipos de reações de combustão, e nos ajudou a esclarecer quais das reações estão envolvidas na absorção do calor produzido durante o processo. Observou-se que as reações I, II e III são reações com alto valor da variação da energia de Gibbs (negativa) e que liberam alta valor de energia para o meio.

The aerospace and its aviation industries fuels have very specific requirements i.e. related to the military specifications and ASTM standards. Currently, aviation gasoline and kerosene are the main fuels used, which are derived from fossil fuels (non-renewable sources), and are considered to be responsible for a large part of the greenhouse gases emissions to the atmosphere. In the Associated Laboratory of Combustion and Propulsion (LCP) of the National Institute for Space Research (INPE), a new clean and cheaper fuel was developed, based on the ethanol and ethanolamine combined with concentrated hydrogen peroxide. This fuel starts to burn spontaneously without the need for any external ignition source. Therefore, the present work seeks to investigate the potential of the benign fuels or the additives in traditional fuels. In this sense, the possibility of the butanol and propanol as fuel character along with their wide applicability is being discussed. The objective of this study is to analyze the structural effect of the isomers on their thermodynamic and electronic properties of the fuel additives, using the theoretical methods of DFT (B3LYP and PBE0) and semi-empirical method PM6. Observed that DFT methods showed a good approximation in the computation of Gibbs free energy and other thermochemical parameters for the isomers of propanol, n-butanol and sec-butanol to the PM6 method and reference values of the literature. While, studying the electronic excitations in the perspective absorption spectrum and the Frontier orbitals (HOMO-LUMO), observed that, the difference in between these orbitals demonstrated the reactivity of the molecules and the possible radicals’ formations in the combustion chambers. Finally, a small variation and differences in the thermochemical properties in between the different isomers of the molecules of interest using different computational methods were explored by using principal component analysis technique.