Combustión

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Combustión
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Concepto:Reacción química en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz.
Combustión. Quema de cualquier sustancia, ya sea gaseosa, líquida o sólida. En la combustión, el combustible se oxida y desprende calor y, con frecuencia, luz. El oxidante no es oxígeno necesariamente. El oxígeno puede ser pane de un compuesto químico, como ácido nítrico (HN03) o perclorato de amonio (NH4C104), y puede quemarse nuevamente durante una serie de pasos químicos complejos. El oxidante incluso puede ser un material que no contenga oxígeno, como el flúor. Se combina con el hidrógeno combustible, que libera luz y calor. En el más estricto sentido de la palabra, una sustancia química simple puede llegar a la combustión por descomposición y emitir calor y luz. Como ejemplos se tiene el acetileno, el ozono y el peróxido de hidrógeno. Los productos de su descomposición son carbono e hidrógeno para el acetileno, oxígeno para el ozono, y agua y oxígeno para el peróxido de hidrógeno.

Contenido

Origen

Puede llevarse a cabo directamente con el oxigeno o bien con una mezcla de sustancias que contengan oxígeno, llamada comburente, siendo el aire atmosférico el comburente mas habitual.

La combustión es un proceso de transformación de la materia que se inicia con un aporte de energía y que, en presencia de oxígeno, da lugar a la formación de nuevas sustancias y a la liberación de energía en forma de calor y luz.

Combustibles

Los combustibles son materiales capaces de entrar en combustión solamente después de un calentamiento previo.

Comburentes

El comburente, es el material que hace arder (oxígeno).

La reacción del combustible con el oxígeno origina sustancias gaseosas entre las cuales las más comunes son CO2 y H2O. Se denominan en forma genérica productos, humos o gases de combustión. Es importante destacar que el combustible solo reacciona con el oxigeno y no con el nitrógeno, el otro componente del aire. Por lo tanto el nitrógeno del aire pasará íntegramente a los productos de combustión sin reaccionar.

Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. En una reacción completa todos los elementos tienen el mayor estado de oxidación. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura de reacción.

Combustión de sólidos y líquidos

La combustión de sólidos como el carbón y la madera se desarrolla por etapas. Primero, la materia volátil sale del sólido por descomposición térmica del combustible y se quema en el aire. A temperaturas normales de combustión, el quemado del residuo sólido caliente se controla por la rapidez con la que el oxígeno del aire se difunde en su superficie. Si el residuo se enfría por la radiación de calor, la combustión cesa.

Los combustibles líquidos no se queman como líquidos, sino como vapores sobre la superficie del líquido. El calor que se genera evapora más líquido y el vapor se combina con el oxígeno del aire.

Reacción de Combustión

C(n)H(2n+2) + (3n+1)/2O2 → (n)CO2 + (n+1)H2O

Entre las sustancias mas comunes que se pueden encontrar en los productos o humos de la reacción se encuentran:

CO2 H2O como vapor de agua N2 O2 CO H2 Carbono en forma de hollín SO2

Tipos de reacciones

Combustión completa

Ocurre cuando las sustancias combustibles reaccionan hasta el máximo grado posible de oxidación. En este caso no habrá presencia de sustancias combustibles en los productos o humos de la reacción.

Combustión incompleta

Se produce cuando no se alcanza el grado máximo de oxidación y hay presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de la reacción.

Combustión estequiométrica o teórica

Es la combustión que se lleva a cabo con la cantidad mínima de aire para que no existan sustancias combustibles en los gases de reacción. En este tipo de combustión no hay presencia de oxigeno en los humos, debido a que este se ha empleado íntegramente en la reacción.

Combustión con exceso de aire

Es la reacción que se produce con una cantidad de aire superior al mínimo necesario. Cuando se utiliza un exceso de aire, la combustión tiende a no producir sustancias combustibles en los gases de reacción. En este tipo de combustión es típica la presencia de oxigeno en los gases de combustión.

La razón por la cual se utiliza normalmente un exceso de aire es hacer reaccionar completamente el combustible disponible en el proceso.

Combustión con defecto de aire

Es la reacción que se produce con una menor cantidad de aire que el mínimo necesario. En este tipo de reacción es característica la presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de reacción.

Indicadores

-Llama (color):

1.- Cono frío: no llega oxígeno.

2.- Cono de reducción: poco oxígeno.

3.- Cono de oxidación: abundancia de oxígeno.

4.- Zona de fusión: alcanza los1500 º.

Fuentes