Reacciones de combustión

Descubre las reacciones de combustión, las condiciones necesarias para que se den, algunos de sus usos y ejemplos, además: combustión completa e incompleta.


Reacciones de Combustión

Corresponden a reacciones químicas donde ocurre una reacción de oxidación rápida (en algunos casos violenta), en las cuales un combustible reacciona en presencia de un comburente, que en general es oxígeno o aire, produciendo gran liberación de energía calórica (reacciones exotérmicas), luz y generándose vapor de agua y dióxido de carbono.

Este tipo de reacciones de combustión, es muy utilizada por la gran cantidad de energía calórica entregada. Se utiliza en motores de combustión (utilizados en los diferentes medios de transporte), en hornos y calderas industriales, en generadores eléctricos, en centrales termoeléctricas, en calefactores, cuando cocinas, cuando usas la parrilla, etc.

A nivel de ecuaciones químicas podemos observar estas reacciones en los siguientes ejemplos:

  • Cuando se quema un hidrocarburo como el metano (CH4) en presencia de oxígeno.

CH4(g)  + 2O2(g)       →           CO2(g)   +   2H2O(g)

  • Cuando se quema el gas propano (C3H8) que viene en los cilindros de gas licuado con oxígeno.

C3H8(g)  + 5O2(g)       →           3CO2(g)   +  4H2O(g)

  • Cuando se utiliza acetileno (C2H2) utilizado en sopletes para soldar, donde alcanza altas temperaturas.

2C2H2(g)  +  5O2(g)    →              4CO2(g)   + 2H2O(g) (Combustión completa)

2C2H2(g)  +  3O2(g)         →              4CO(g)   + 2H2O(g)  (Combustión incompleta)

Condiciones necesarias para que ocurra una reacción de combustión

  • Un elemento combustible
  • Un comburente
  • Calor para que el combustible desprenda vapores
  • Fuente de ignición

Elemento combustible

Sustancia que puede estar en estado gaseoso, líquido o sólido que en presencia de un elemento comburente como el oxígeno bajo determinadas condiciones puede iniciar una oxidación rápida, liberando energía (calor) y generando a su vez productos de combustión.

Comburente

Sustancia (generalmente oxígeno) que reacciona con el combustible provocando su oxidación rápida (combustión), bajo determinadas condiciones.

Calor

Para que ocurra la combustión es necesario, entregar energía al combustible, para que éste comience a desprender vapores, los que reaccionaran con el oxígeno una vez alcanzada la temperatura de ignición (temperatura a la cual se inicia la combustión y ésta es capaz de mantenerse sin necesitar adicionar calor externo).

Fuente de ignición

Energía necesaria para encender la mezcla inflamable. Puede ser, por ejemplo; un fósforo o una chispa eléctrica.

Combustión completa e incompleta

Combustión completa

Es cuando se quema todo el combustible. Para que esto ocurra es necesario que exista una cantidad suficiente de oxígeno para que todo el combustible se convierta en vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).

Combustión incompleta

Si no hay una cantidad suficiente de oxígeno para que se queme todo el combustible, uno de los productos de la combustión será el monóxido de carbono (CO). Este compuesto es un gas incoloro e insípido, de carácter tóxico, que en dependiendo de su concentración causa intoxicación, mareos, pérdida de conciencia y puede incluso causar la muerte.

Ejemplo de combustión incompleta

2C2H2(g)  +  3O2(g)       →                4CO(g)   + 2H2O(g)  (Combustión incompleta)

Adicionalmente, en algunos casos, cuando se ocupan combustibles como la bencina en los motores, existen otros reactantes (impurezas de la bencina) que al ocurrir la combustión se obtienen productos indeseados, tales como óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y material particulado, los cuales son altamente contaminantes y dañinos para la salud.