REACCIONES DE COMBUSTIÓN

Belén Gómez Márquez

Máster en Formación del Profesorado en Educación SecundariaMetodología de Aprendizaje en la Enseñanza de Física y Química

CONTENIDOS

• Dónde estamos.• Recordando.• Reacciones de combustión.• Condiciones necesarias.• Tipos de reacciones de combustión.• Ajuste de reacciones de combustión.• Entalpia de reacción. Ley de Hess.• Resumen.

Dónde estamos

Química2º BACHILLERATO

CONTENIDOS

• Dónde estamos.• Recordando.• Reacciones de combustión.• Condiciones necesarias• Tipos de reacciones de combustión.• Ajuste de reacciones de combustión.• Entalpia de reacción. Ley de Hess.• Resumen

RECORDANDO

RECORDANDO

El carbono es tetravalente 1s2 2s2 2p2

Forma enlaces consigo mismo y con otros átomos.

C C C C C C

-ano -ino-eno

ENLACE SENCILLO ENLACE TRIPLEENLACE DOBLE

RECORDANDOSegún el nº de carbonos del hidrocaburo tenemos:

C = 1 Met-C = 2 Et-

C = 3 Prop-C = 4 But-C = 5 Pent-C = 6 Hex-C = 7 Hept-

…

RECORDANDOHidrocarburos saturados: sólo tienen enlaces sencillos.

CH3-CH2-CH3:

C8H18:

Hidrocarburos insaturados: poseen dobles y/o triples enlaces.Alquenos: no cíclicos con, al menos, un enlace doble.C2H4: CH3-CH CH-CH2-CH CH2

Alquinos: no cíclicos con, al menos, un enlace triple.

C2H2:

PROPANO

OCTANO

ETENO 1,4-hexadieno

ETINO CH C-CH CH-CH CH2 1,3-hexadien-5-ino

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Reacciones de combustión

Las reacciones de combustión son reacciones exotérmicas de una sustancia denominada combustible reacciona con una sustancia denominada comburente (O2), generalmente aire.

CH4 + O2 CO2 + H2O + calor

Combustible Comburente: mezcla de sustancias que contienen oxígeno

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CONDICIONES NECESARIAS

COMBUSTIBLE

COMBURENTE

CALOR

FUENTE DE IGNICIÓN

COMBUSTIBLESLos combustibles se clasifican según sus estados de agregación en:

GASEOSOSLÍQUIDOSSÓLIDOS

COMBURENTESEl más habitual es el aire: 21% O2

78% N2

0.94% Ar0.03% CO2

0.01% H2

79% de N2

CALOR

Es necesario para que el sistema alcance la temperatura de ignición y se pueda producir la reacción de combustión.

FUENTE DE IGNICIÓNEnergía necesaria para encender la mezcla inflamable.

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TIPOS DE COMBUSTIÓN-Combustión completa: Las sustancias combustibles se queman hasta el máximo grado de oxidación.

C2H2 +5/2 O2 2CO2 + H2O

El comburente se encuentra en exceso

TIPOS DE COMBUSTIÓN

-Combustión incompleta: Se generan sustancias que se pueden seguir oxidando.

C2H2 +3/2 O2 2CO + H2O

Falta oxígeno para que se complete la reacción de oxidación.

El O2 es el reactivo limitante.

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AJUSTE DE REACCIONES DE COMBUSTIÓN

1. Escribir la reacción química.

CH4 + O2 CO2 + H2O

2. Igualar el nº de átomos de carbono a los dos lados de la ecuación (Lavoisier)

3. Igualar el nº de átomos de hidrógeno.

4. Igualar el nº de átomos de oxígeno en los dos lados de la ecuación.

2 2

EjemplosAjustar las siguientes reacciones:Etino C2H4 + O2 CO2 + H2O

Butano C4H10 + O2 CO2 + H2O

3

13/2

2

5

2

4

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Entalpia de reacción. Ley de Hess

German Henry Hess establece que: si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción se llevó a cabo en una o más etapas.

Calcula la variación de entalpía de la reacción de hidrogenación del eteno (C2H4) a (C2H6) etano a partir de las variaciones de entalpía de combustión del eteno (-1411 KJ/mol) y del etano (-1560 KJ/mol) y de la formación del agua (-286 KJ/mol).

1. Escribir y ajustar la reacción problema

C2H4 + H2 C2H6 DH= ?

2. Escribir y ajustar las reacciones que nos dan como datos.

C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O DH=-1411 KJ/mol

C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3H2O DH=-1560 KJ/mol

H2 + ½ O2 H2O DH=-285 KJ/mol

Calcula la variación de entalpía de la reacción de hidrogenación del eteno (C2H4) a (C2H6) etano a partir de las variaciones de entalpía de combustión del eteno (-1411 KJ/mol) y del etano (-1560 KJ/mol) y de la formación del agua (-286 KJ/mol).

Reacción problema: C2H4 + H2 C2H6 DH= ?

3. Obtener la reacción problema como suma algebraica:

C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O DH=-1411 KJ/mol

2CO2 + 3H2O C2H6 + 7/2 O2 DH= 1560 KJ/mol

H2 + ½ O2 H2O DH=-285 KJ/mol

C2H4 + H2 C2H6

DH= - 1411 + 1560 – 285 = - 136 KJ/mol

+-

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RESUMEN

GRACIAS

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