REACCIONES DE COMBUSTIÓN Belén Gómez Márquez Máster en Formación del Profesorado en Educación Secundaria Metodología 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.

Química 2º BACHILLERATO Dónde estamos Química 2º BACHILLERATO

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RECORDANDO

RECORDANDO El carbono es tetravalente 1s2 2s2 2p2 Forma enlaces consigo mismo y con otros átomos. C C C C C C ENLACE SENCILLO ENLACE DOBLE ENLACE TRIPLE -ano -eno -ino

RECORDANDO Según 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- …

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

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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 Comburente: mezcla de sustancias que contienen oxígeno Combustible

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CONDICIONES NECESARIAS COMBUSTIBLE COMBURENTE CALOR FUENTE DE IGNICIÓN

Los combustibles se clasifican según sus estados de agregación en: LÍQUIDOS SÓLIDOS GASEOSOS

El más habitual es el aire: 21% O2 78% N2 0.94% Ar 0.03% CO2 0.01% H2 COMBURENTES El más habitual es el aire: 21% O2 78% N2 0.94% Ar 0.03% 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.

Energía necesaria para encender la mezcla inflamable. FUENTE DE IGNICIÓN Energía 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 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

Ejemplos Ajustar las siguientes reacciones: Etino C2H4 + O2 CO2 + H2O Butano C4H10 + O2 CO2 + H2O 3 2 2 13/2 5 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.

C2H4 + H2 C2H6 DH= ? C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O DH=-1411 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). Escribir y ajustar la reacción problema C2H4 + H2 C2H6 DH= ? 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 Máster en Formación del Profesorado en Educación Secundaria Metodología de Aprendizaje en la Enseñanza de Física y Química