combustibles

1)     Investigación documental sobre qué es una reacción de oxidación, la producción de energía por oxidación de combustibles provenientes del petróleo, reacciones químicas que se llevan a cabo y productos de la combustión. Impurezas de los combustibles y productos que se forman. (A41). Reducción-oxidación Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxido-reducción o, simplemente, reacción redox, a toda reacción químicaen la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.1 Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte: El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando suestado de oxidación, es decir, siendo oxidado. El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.2 Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio, se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un «par redox». Análogamente, se dice que, cuando un elemento químico capta electrones del medio, este se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado. La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.3 Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones. Suponer esto -que es un error común- implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos, puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto de la transferencia de electrones. Por ejemplo, en la reacción de formación del cloruro de hidrógeno a partir de los gases dihidrógeno y dicloruro, se da un proceso redox y sin embargo se forma un compuesto covalente. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox. La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor. La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF+ porque fácilmente forma Kr y F+. Entre otras, existen el permanganato de potasio (KMnO4), el dicromato de potasio (K2Cr2O7), el agua oxigenada (H2O2), el ácido nítrico (HNO3), los hipohalitos y los halatos (por ejemplo el hipoclorito de sodio (NaClO) muy oxidante en medio alcalino y el bromato de potasio (KBrO3)). El ozono (O3) es un oxidante muy enérgico: Br− + O3 → BrO3− El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio, por ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a cloruro de sodio: 2 NaI + Cl2 → I2 + 2 NaCl Esta puede desglosarse en sus dos semirreacciones corresponden 2I− → I2 + 2 e− Cl2 + 2 e− → 2 Cl− Ejemplo El hierro puede presentar dos formas oxidadas: Óxido de hierro (II): FeO. Óxido de hierro (III): Fe2O3 el petroleo se encuentra, casi siempre , acompañado de agua salada y de gases; los tres ocupan posiciones ordenadas  segun sus densidades : el gas en la parte superior , el petroleo en la parte intermedia y el agua salada en la parte inferior del criadero. el analisis arroja la siguiente composicion para el petroleo nacional  carbono........ 76 a 86% hidrogeno..... 10 a 14 % oxigeno........ 1 a 6 % azufre........... 0.01 a 3% nitrogeno..... 5 % maximo es un liquido negro o ligeramente verdoso y a veces amarillento. rara vez limpio. su olor y aspecto es variables con la localidad.  el petroleo impuro consiste en una mezcla de hridrocarburos, presentes en series homologas, y sobre todo la serie de metano o sea hidrocarburos saturados de formula general. se consideran los petroleos como producto de la descomposicion de materias organicas,animales y vegetales. La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor yluz, manifestándose visualmente como fuego. En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxígeno ligado químicamente por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión. 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 y la cantidad de oxígeno en la reacción. En la combustión incompleta los productos que se queman pueden no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido a que el comburente y el combustible no están en la proporción adecuada, dando como resultado compuestos como el monóxido de carbono (CO). Además, pueden generarse cenizas. El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración. Para iniciar la combustión de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada temperatura de ignición, que se define como, en °C y a 1 atm, temperatura a la que los vapores de un combustible arden espontáneamente. La temperatura de inflamación, en °C y a 1 atm es aquella a la que, una vez encendidos los vapores del combustible, éstos continúan por si mismos el proceso de combustión. Aunque combustible es cualquier substancia que pueda arder, habitualmente se reserva esta denominación para aquellos materiales que son quemados para producir energía calorífica. Los combustibles pueden clasificarse, según el estado en que se presentan, en: - combustibles sólidos: leña, carbón vegetal, carbón mineral, carbón de coque; - combustibles líquidos: gasolina, gasóleo, petróleo industrial (queroseno), fueil-oil, alcoholes, y - combustibles gaseosos: gas ciudad, gas natural, propano, butano, acetileno. Los combustibles tienen una importancia fundamental en el mundo actual y dan un gran poder económico a los países que los poseen. Dispositivos para la combustión Sirven para realizar la combustión facilitando la regulación del aire y el contacto del mismo con el combustible. La instalación para quemar combustibles sólidos consta de: Las parrillas, donde se deposita el combustible sólido. El cenicero, donde se reúnen las cenizas. El hogar es el recinto cerrado donde se produce la combustión. La chimenea o conducto de salida de los gases resultantes de la combustión. El caudal de aire se regula mediante dos compuertas das situadas antes del hogar y en la chimenea, con las cuales se con trola la intensidad de la combustión. En las grandes instalaciones térmicas el carbón se pulveriza previamente y se introduce en el hogar mezclado con aire, y allí se quema en forma de gran llama continua. Los quemadores para líquidos introducen en el hogar el combustible finamente pulverizado mezclado con aire en la proporción adecuada. Para evitar obstrucciones en la estrecha salida del quemador es necesario que el combustible liquido esté filtrado y, si es muy denso, se debe precalentar para hacerlo más fluido. La combustión de los gases se realiza en los mecheros del tipo Bunsen, formados por un tubo vertical donde se mezclan el gas que sale por un pequeño orificio situado en la parte inferior del tubo y el aire que penetra por las aberturas laterales de éste por efecto Venturi. La llama se produce en la parte superior del tubo vertical, Para quemadores mayores se utilizan dos tubos concéntricos: el gas sale por el tubo más pequeño y el aire por el mayor. Reacción de Oxidación: El termino oxidación fue utilizado originalmente por los químicos para explicar la combinación del oxígeno con otros elementos. Este tipo de reacción se presenta cuando un elemento aumenta su número de oxidación en una reacción; es decir, podemos definirla como la perdida de electrones de un elemento. 1. 1. Definición de reacción de combustión La reacción de combustión se basa en la reacción química exotérmica de una sustancia (o una mezcla de ellas) denominada combustible, con el oxígeno. Como consecuencia de la reacción de combustión se tiene la formación de una llama. Dicha llama es una masa gaseosa incandescente que emite luz y calor. 1. 2. Clasificación de combustibles Los combustibles se clasifican teniendo en cuenta su estado de agregación en sólidos,líquidos y gaseosos. Un ejemplo de combustible sólido es el carbón o la madera. Un ejemplo de combustible líquido es el gasóleo, y de combustibles gaseosos, el propano y el gas natural.Los combustibles fósiles son aquellos que provienen de restos orgánicos vegetales y animales y se extraen de la naturaleza. Un ejemplo es el petróleo, que si bien es un combustible, no se utiliza directamente como tal, sino como excelente materia prima de muchos combustibles, como el kerosene o las naftas. 1. 3. Conceptos básicos La combustión puede llevarse a cabo directamente con el oxígeno o con una mezcla de sustancias que contengan oxígeno. Esta mezcla de sustancias que contiene oxígeno se denomina comburente.El aire es el comburente más usual. Si se supone (caso más común) que la combustión se realiza con aire, la reacción química que se debe plantear es la del proceso por el cual el combustible reacciona con el aire para formar los productos correspondientes, es decir, Combustible + Aire = Productos Una forma general de plantear una reacción química es la siguiente: a A + b B = c C + d D donde las letras escritas en mayúsculas indican las sustancias químicas y las minúsculas indican la cantidad de moles de dichas sustancias. Se denominan genéricamente reactantes a las sustancias escritas antes del signo igual (Ay B) y productos a las escritas detrás (C y D). Como se indicó anteriormente, la combustión es una reacción de oxidación exotérmica. Esto significa que durante la reacción se libera calor. La variación de entalpía que acompaña a la combustión completa de un mol de un compuesto se denomina calor de combustión. Este calor de combustión puede determinarse tanto en forma experimental como por medio de cálculos (teniendo en cuenta las entalpías de los reactivos y productos). La reacción química entre el combustible y el oxígeno origina sustancias gaseosas. Los productos más comunes son CO 2 y H2O. A los productos de una reacción de combustión se los denomina, en forma genérica, humos. Es importante hacer notar que el combustible sólo reacciona con el oxígeno del aire. La composición del aire es 20.99% de O2, 78.03% de N2, 0.94% de Ar (argón), 0.03% de CO2 y 0.01% de H2. Debido a que ni el N2 ni el Ar reaccionan durante la combustión, se los suele agrupar considerando que el aire está formado por 21% de O2 y 79% de N2. Por lo tanto, el N2 pasará íntegramente a los humos. Se puede dar el caso en que el combustible esté formado por una mezcla de sustancias entre las cuales hay una o más que no reaccionan con el O2, por ejemplo SO2. En este caso, estas sustancias también pasarán en forma completa a los humos. 1. 4. Composición La composición de un combustible es fundamental para poder determinar los parámetros estequiométricos característicos de la reacción de combustión. Además,establece si el mismo es apto o no para el uso que se requiere, en función de la presencia de componentes que puedan ser nocivos o contaminantes. La forma habitual de indicar la composición de un gas es como porcentaje en volumen de cada uno de sus componentes, en condiciones normales de temperatura y presión. Si se expresa este porcentaje relativo al 100% total, se obtiene la fracción molar, xi. Los componentes más habituales en un combustible gaseoso son: • Hidrocarburos, de fórmula genérica CnHm • Dióxido de carbono: CO2. • Monóxido de carbono: CO. • Hidrógeno: H2. • Oxígeno: O2. • Nitrógeno: N2. • Dióxido de azufre: SO2. • Sulfuro de hidrógeno: SH2. • Vapor de agua: H2O. 1. 4. 1 Propiedades de los combustibles Las propiedades más importantes que caracterizan a los combustibles son: • Composición. • Poder calorífico. • Viscosidad. • Densidad. • Límite de inflamabilidad. • Punto de inflamabilidad o temperatura de ignición. • Temperatura de combustión. • Contenido de azufre. PETRÓLEO: Combustibles provenientes del petróleo, reacciones químicas que se llevan a cabo y productos de la combustión. El Petróleo, líquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por diferentes sustancias orgánicas. También recibe los nombres de petróleo crudo, crudo petrolífero o simplemente 'crudo'. Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustible y materia prima para la industria química. Las sociedades industriales modernas lo utilizan sobre todo para lograr un grado de movilidad por tierra, mar y aire impensable hace sólo 100 años. Además, el petróleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, productos alimenticios, objetos de plástico, materiales de construcción, pinturas y textiles, y para generar electricidad. En la actualidad, los distintos países dependen del petróleo y sus productos; la estructura física y la forma de vida de las aglomeraciones periféricas que rodean las grandes ciudades son posibles gracias a un suministro de petróleo abundante y barato. Sin embargo, en los últimos años ha descendido la disponibilidad mundial de esta materia, y su costo relativo ha aumentado. Algunos de los derivados del petróleo son combustibles y petroquímicos, como polietileno. Se citan, entre otros: *Gasolina *Kerosene *Gas Oil *Gas Propano *Bencina *Fuel Oil *Disolventes *Asfalto *Polietileno *Aquitrán *Ceras *Parafinas *Naftas *Gas Natural *Benceno JETIVO: REALIZAR UNA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL PARA HACER ENFASIS EN LA REACCION DE COMBUSTION COMO FUENTE GENRADORA DE ENERGIA Y CONTAMINANTES. ANTECEDENTES: UNA REACCION QUIMICA ES LA TRANSFORMACION DE UNA O MAS SUSTANCIAS EN OTRAS DISTINTAS , EN BASE A UN COMBUSTIBLE ORGANICA Y OXIGENO  PARA OBTENER C02 Y H20. MATERIAL: UNA VELA   UN VASO DE VIDRIO UN RECIEPIENTE HONDO AGUA CERILLOS   PROCEDIMIENTO:   Primeramente se procede a encender la vela con el cerillo. seguidamente se colocara el agua dentro del recipiente hondo. Posteriormente se colocara el vaso de vidrio tapando la vela. CONCLUSIONES: Al encender la vela se produce una reacion de combustion la cual se entiende como el proceso mediante el cual se produce la quema de cualquier sustancia ya sea liquida o gaseosa segun sea el caso.En este proceso el combustible se oxida , desprende calor y con frecuencia luz., el oxidante no es necesariamente el oxigeno , ya que puede ser parte de un compuesto quimico y tambien se refiere a las reacciones quimicas que se establecen entre cualquier compuesto y el oxigeno.La combustion se produce cuando: La temperatura  de inflamacion , la temperatura mas baja a la cual el material inicia la combustion  para seguir ardiendo. El combustible arde. Los combustibles en su mayoria son de origen organico y su valor depende de la proporcion de carbono e hidrogeno que contienen en su compocicion quimica , el valor principal de un combustible radica  de su capacidad para liberar calor. Al tapar  la vela  se apaga porque la vela necesita oxigeno para realizar la reaccion de combustion y al no tener presente oxigeno se apaga y solo se libera el co2  , el cual se condensa  en las paredes del vaso de vidrio provocando un efecto de precipitacion .Ademas que el agua sube de nivel porque en el interior  del vaso disminuye la presion y sube el agua hasta que la presion interior es igual a la exterior. Aunque en conclusion en el objetivo la reaccion de combustion se desarrolla  en la vela y la fuente generadora de energia es el calor que se obtiene  en la combustion de la flama y los contaminantes se desprenden al  consumirse la vela el co2. referencias  quimica general organica elemental alberto lenz del rio QD 253 L 49 1983