La combustión es cualquier reacción química en la que un combustible (material oxidable) reacciona con un oxidante - un material gaseoso que contiene oxígeno gaseoso (O2), como el aire. Esta reacción es siempre exotérmica, es decir, libera energía en forma de calor. Generalmente, se liberan otros productos, especialmente cuando el combustible es un compuesto orgánico, como dióxido de carbono y agua, como se explicará más adelante.
Los combustibles pueden ser sólidos (papel, madera, carbón, etc.), líquidos (alcohol, gasolina, aceite diesel etc.) o gaseoso (gas hidrógeno, gas butano, etc.). Las reacciones de combustión son redox, ya que los combustibles se oxidan (pierden electrones y sus NOx aumenta) y el oxidante, que es el oxígeno, se reduce (gana electrones y su Nox disminuye) para la formación de productos.
Estas reacciones son muy comunes e importantes en nuestra vida diaria. Vea algunos ejemplos:
Quemar combustibles como gasolina y etanol para propulsar vehículos;
Quema de combustibles en industrias;
Quema de gas de cocción para cocinar alimentos;
Ardiendo un fuego;
Las células de nuestro cuerpo realizan la combustión para digerir los alimentos y producir energía que será consumida por el cuerpo.
La hoguera es un ejemplo de reacción de combustión.
Tenga en cuenta que las reacciones de combustión se llevan a cabo principalmente para obtener energía térmica para uso mecánico, eléctrico, calefacción, etc.
Además, para que se produzcan reacciones de combustión, encendido, es decir, algo así como una chispa para proporcionar la energía de activación, que es la energía mínima necesaria para iniciar el proceso.
Una vez iniciado, un reacción en cadena, ya que la energía liberada en la propia reacción permite que la combustión continúe. Se detiene solo cuando se agota el combustible o el oxidante.
Hay dos tipos básicos de reacciones de combustión de compuestos orgánicos, que son los combustión completa e incompleta. Vea de qué se trata cada uno:
* Combustión completa: Ocurre cuando hay suficiente oxígeno para consumir todo el combustible y producir dióxido de carbono y agua como productos. Además, en reacciones de combustión completas, el Nox del carbono alcanza su valor máximo, que es +4.
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Ejemplos:
Combustión completa de metano: CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O(gramo) + calor
Combustión completa de butano: 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g) → 8 CO2 (g) + 10 H2O(gramo) + calor
Debido a la creciente combustión de combustibles fósiles, como el carbón y los productos del petróleo, la cantidad de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera ha aumentado mucho, agravando el problema del calentamiento global debido a la intensificación de la efecto invernadero.
Además, si hay residuos de azufre en el combustible, también se quemarán, liberando óxidos de azufre a la atmósfera:
s(s) + 3/2 O2 (g) → SO3 (g)
Este óxido reacciona con el agua de lluvia y genera ácido sulfúrico, lo que genera otro problema ambiental: lluvia ácida.
La combustión de combustibles fósiles por parte de los automóviles libera gases contaminantes a la atmósfera
* Combustión incompleta: Ocurre cuando no hay suficiente oxígeno para consumir todo el combustible y produce monóxido de carbono y agua u hollín (que se compone básicamente de carbono) y agua como productos. Además, en reacciones de combustión incompletas, el carbono NOx alcanza valores más bajos como +1 y +2.
Ejemplos:
Combustión incompleta de metano: CH4 (g) + 3/2 O2 (g) → CO(gramo) + 2 H2O(gramo)
Combustión incompleta de metano: CH4 (g) + O2 (g) → C(s) + 2 H2O(gramo)
Combustión incompleta de gas butano: C4H10 (g) + 9 O2 (g) → 8 CO(gramo) + 10 H2O(gramo)
Combustión incompleta de gas butano: C4H10 (g) + 5 O2 (g) → 8C(gramo) + 10 H2O(gramo)
Las reacciones de combustión incompletas generan menos energía y también forman desechos que son muy tóxicos para el medio ambiente.
Por lo tanto, el estudio de las reacciones de combustión es extremadamente importante no solo para avanzar en las técnicas utilizadas en la sociedad moderna, sino también para controlar y reducir sus efectos nocivos.
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
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FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "¿Qué es la combustión?"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm. Consultado el 28 de junio de 2021.
