¿Qué son las reacciones de combustión?
Las reacciones de combustión son un tipo de reacciones químicas exotérmicas que se dan cuando un hidrocarburo reacciona con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua. En términos más sencillos, la combustión es una reacción entre un material combustible y un oxidante.
Las reacciones de combustión, como todas las reacciones químicas, son irreversibles. Además, son exotérmicas, lo que quiere decir que liberan calor y luz. Sin embargo, en ocasiones, la reacción sucede tan paulatinamente que no se nota el cambio de temperatura.
La fórmula química para las reacciones de combustión es la que sigue:
Hidrocarburo + Oxígeno → Dióxido de carbono (CO₂) + Agua (H20)
Existen dos tipos de combustión: la combustión completa y la combustión incompleta.
La combustión completa, también llamada combustión limpia, es aquella que se da cuando la oxidación de un hidrocarburo solamente produce dióxido de carbono y agua, los cuales se disipan en el aire. En la combustión completa, no quedan rastros de los elementos quemados.
Por su parte, la combustión incompleta, también llamada combustión sucia, es la que se da cuando la oxidación de un hidrocarburo produce monóxido de carbono y hollín (por esto es “sucia”), además del dióxido de carbono y del agua.
Ejemplos de reacciones de combustión
1. Una vela de cera encendida
Cuando encendemos una vela de cera, iniciamos un proceso de combustión. En un principio, la combustión se da solamente en la pavesa de las velas. Sin embargo, una vez que la llama alcanza la cera, la combustión se da también en esta.
Es una combustión completa porque, si se deja arder, la cera se quema hasta que no queda ningún residuo y el dióxido de carbono y el agua se integran en el aire.
2. Quemar madera
Los hidrocarburos en la madera se combinan con el oxígeno para formar agua y dióxido de carbono. Esta es una reacción muy energética, por lo que genera grandes cantidades de calor y luz para liberar dicha energía.
Es una combustión incompleta porque genera hollín.
3. Una cerilla encendida
Cuando una cerilla es frotada contra una superficie ligeramente rugosa, la fricción genera tal calor en la cabeza de la cerilla (compuesta por fósforo y azufre) que produce una llama. Se trata de una reacción de combustión incompleta porque quedan residuos del papel parafinado de la cerilla.
4. Quema de carbón
La quema de carbón es una reacción de combustión en la que el carbón se transforma de sólido a gas. En esta reacción, se libera energía en forma de calor.
Es una reacción incompleta porque, al igual que sucede con la madera, genera hollín.
5. Fuegos artificiales
Cuando se enciende un fuego artificial, el calor hace que los químicos en él reaccionen con el oxígeno en la atmósfera para producir calor y luz. Es una reacción incompleta.
6. Fogata
Las fogatas son ejemplos de combustión que se dan entre hojas secas, papel, leña o cualquier otro hidrocarburo, y una carga de energía calórica (como una cerilla encendida o una chispa generada por el frote entre piedras).
7. Cocina a gas
Las cocinas a gas funcionan con propano y butano. Estos dos gases, al entrar en contacto con una carga inicial de energía calórica (una cerilla, por ejemplo) se queman. Es una reacción completa, porque no genera residuos.
8. Bases fuertes y la materia orgánica
Las bases fuertes, como la soda cáustica, inician reacciones de combustión al entrar en contacto con la materia orgánica.
9. Fuegos fatuos
Los fuegos fatuos son llamas espontáneas que se generan en ciénagas y pantanos con alto contenido de materia orgánica en descomposición.
Dicha materia orgánica genera grandes cantidades de gas hidrocarburo, capaz de iniciar reacciones de combustión si entran en contacto con cargas de energía calórica.
10. Combustibles en los motores
Los motores de los autos emplean hidrocarburos para poder funcionar, siendo la bencina uno de los principales.
Este combustible presenta impurezas que genera productos como el óxido de azufre y el óxido de nitrógeno. Por esto, es una combustión imperfecta.
11. Combustión de metanol
La combustión de metanol, también conocido como alcohol metílico, es un ejemplo de combustión perfecta porque no genera más que agua y dióxido de carbono.
12. Combustión de metal de magnesio
La combustión del metal de magnesio es un ejemplo de combustión en la que no se libera agua ni dióxido de carbono. Se trata de una combustión incompleta, ya que produce óxido de magnesio.
13. Incendios forestales
Los incendios forestales son ejemplos de reacciones de combustión no controladas. Al igual que con la quema de madera, son reacciones de combustión incompletas porque dejan residuos.
14. Explosivos
Los explosivos, como la nitroglicerina y la pólvora, generan reacciones de combustión que ocurren en milisegundos. Existen explosivos débiles y fuertes.
15. La pólvora
La pólvora es un explosivo débil. En el caso de los explosivos débiles, estos deben ser colocados en espacios reducidos (como la cámara de una pistola) para que puedan funcionar.
16. La nitroglicerina
La nitroglicerina es un explosivo fuerte. A diferencia de los explosivos débiles, este tipo de explosivo no requiere estar en un espacio reducido y tienen gran alcance, por lo que destruyen todo lo que se encuentre en su rango de acción.
17. Un encendedor
Los encendedores suelen contener butano, el cual, al entrar en contacto con una chispa de ignición, genera una reacción de combustión.
En la mayoría de los casos, se trata de una combustión perfecta porque no genera residuos indeseados, sino únicamente dióxido de carbono y agua.
18. Papel quemado
La materia orgánica en el papel arde al contacto de una carga de calor. Es un ejemplo de combustión incompleta porque deja residuos.
19. Una lámpara de aceite
Las lámparas de aceite funcionan a base de agua, aceite y una pavesa que flota en el aceite. La pavesa entra en combustión y, a medida que arde, se consume el aceite.
20. Un cigarrillo encendido
Los cigarrillos entran en combustión cuando son puestos en contacto con una carga calórica. Es una combustión incompleta porque deja cenizas.
Referencias
- What is combustion reaction? Recuperado de thoughtco.com
- Combustion. Recuperado de chemteam.info
- Combustion Reactions. Recuperado de intel.com