Combustión y combustibles

Se denomina combustión al proceso químico por el cual una sustancia se combina, generalmente con oxígeno, con elevación de temperatura, pudiendo el fenómeno estar acompañado de luz (candencia).

Se llaman combustibles a aquellas sustancias que, por medio de la combustión, generan calor y energía.

Concepto de combustible y de comburente

Es común considerar al oxígeno como comburente y al carbono, hidrógeno, azufre, etc., como combustibles.

Sin embargo, la combustibilidad y la comburencia son conceptos muy relativos.

Cuando el hidrógeno arde en una atmósfera de oxígeno, el hidrógeno es el combustible y el oxígeno es el comburente. Pero el hidrógeno puede actuar como comburente del oxígeno, el que pasa a ser el combustible, como se puede demostrar por medio de esta sencilla experiencia:

Se llena una probeta con hidrógeno y, en posición vertical, se enciende el gas. Se introduce en su seno un tubo afinado por el que sale oxígeno, que proviene de un cilindro que contiene a este gas comprimido.

Regulando la presión del oxígeno se verá como arde en el seno del hidrógeno. En este caso, el oxígeno actúa como combustible y el hidrógeno actúa como comburente.

No es el oxígeno el único comburente, si introducimos un tubo afinado con hidrógeno encendido en una atmósfera de cloro, el hidrógeno sigue ardiendo con producción de cloruro de hidrógeno. En este caso, el cloro actúa como comburente del hidrógeno, que es el combustible.

A continuación, se tratarán las combustiones en las que el oxígeno actúa como comburente y, como combustibles, sustancias que se clasifican según su estado en sólidos, líquidos y gaseosos.

Condiciones necesarias para que se realice la combustión

Son factores de la combustión:

1) Un combustible o sustancia que arda.

2) Un comburente o sustancia que favorece la combustión.

3) Alcanzar la temperatura de combustión o de ignición propia de cada combustible.

Combustibles

Un combustible debe reunir las siguientes condiciones:

a) Ser económico y abundante.

b) No producir gases nocivos al arder.

c) Alcanzar fácilmente la combustión.

d) Poseer elevado poder calorífico.

Temperatura de ignición

La temperatura de ignición es aquella a la cual el combustible entra en ignición y continúa en ella sin que sea necesario suministrarle más calor.

La temperatura de ignición es función de una serie de factores.

En el caso de los combustibles sólidos y líquidos, depende de la superficie expuesta y, por consiguiente, del grado de división del combustible.

En el caso de los combustibles gaseosos, la temperatura de ignición depende de:

a) Presión del combustible.

b) Relación combustible-aire.

c) Presencia de catalizadores.

d) Tamaño y forma del ambiente donde se produce la combustión.

Poder calorífico de los combustibles

El poder calorífico es la cantidad de calor desarrollado por la unidad de peso, si los combustibles son sólidos o líquidos o, por la unidad de volumen, si los combustibles son gaseosos, cuando este arde en forma completa.

Para determinar el poder calorífico de un combustible se emplean calorímetros, de los que hay varios tipos.

Poder calorífico de algunos combustibles elementales

Calor de combustión

El calor de combustión es la cantidad de calor que se desprende de la combustión completa de un mol de una sustancia.

Los calores de combustión se entienden, salvo aclaración conveniente, que corresponden a la oxidación del carbono y del hidrógeno de la sustancia hasta la formación de dióxido de carbono y agua.

Clasificación de los combustibles

Según su estado de oxidación, los combustibles se clasifican en sólidos, líquidos y gaseosos.

Combustibles derivados comunes

Carbón de leña: residuo de la descomposición de la madera por calor con escasez de aire.

Coque: residuo sólido que se obtiene al destilar la antracita, la hulla o el petróleo.

Briqueta: conglomerado de turba y otros materiales preparados en forma de ladrillos.

Gasolina: se denomina así a las fracciones de naftas más livianas. Posee hidrocarburos de pocos átomos de carbono.

Gasoil: se trata de una fracción más grosera de la destilación del petróleo. Se emplea en motores diésel y calefacción.

Fueloil: residuo de la destilación del petróleo. Se emplea como combustible en motores navales, calderas y en la propia destilería de petróleo.

Gas licuado o GLP: se halla formado por una mezcla de propano y de butano. Proviene del gas de yacimiento.

Gas natural: se halla formado por metano y una pequeña fracción de etano. Proviene del gas de yacimiento.

Gas de agua: se obtiene haciendo pasar una corriente de vapor de agua a través de antracita, hulla o coque al rojo.

Composición:

Gas de aire o gas pobre: se obtiene haciendo pasar una corriente de aire a través de antracita, hulla o coque al rojo.

Composición:

Gas de altos hornos: proviene del proceso de la descarburación del hierro en el alto horno.

Gas de gasógeno: se obtiene haciendo pasar aire a través de un lecho de carbono caliente.

Gas de alumbrado: es una fracción de la destilación de la hulla.

Composición:

Pequeños porcentajes de benceno, acetileno, etc.

Bibliografía:

Héctor Fernández Serventi. "Química". Losada S. A., Buenos Aires.

Robert C. Smoot y Jack Price. "Química, Un curso moderno". Compañía Editorial Continental S. A., México.

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina

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