Para que se efectúe una reacción de combustión es indispensable que exista un combustible y un comburente como reactivos, y la energía de arranque necesaria para que se produzca la reacción.

     Como consecuencia de la reacción incompleta de los combustibles, se generan productos de desecho que se emiten a la atmósfera.

     La gran masa de gases producida por combustión en las máquinas térmicas y hornos, causa cada vez más problemas. Esto sucede en ciudades como la de  México, Monterrey, Guadalajara y Puebla, donde la circulación de vehículos produce gases como el dióxido de carbono, vapor de agua y se generan subproductos mal quemados y tóxicos.

     En centros industriales como los del Estado de México y las ciudades de Monterrey, Guadalajara y México, la atmósfera se encuentra contaminada con productos gaseosos de desecho, difíciles de eliminar por dispersión en la atmósfera; especialmente, cuando la temperatura es baja y no hay corrientes de aire.

  • Los motores de combustión interna. En las grandes ciudades, los vehículos con estos motores, se mueven con derivados del petróleo, originando más del 50% de los contaminantes de la atmósfera. Los vehículos arrojan gases como el monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno (NO2, NO), óxidos de azufre (SO2, SO3).
  • Industrias. Producen enormes cantidades de humo, vapores químicos, hollín, polvos, etc.
  • Las combustiones en el hogar. Los combustibles y desperdicios quemados en casas producen humo, polvo y sustancias gaseosas, como el monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2) y trióxido de azufre (SO3).

     Los productos que se producen con la combustión son:

Dióxido de carbono (CO2)

No es tóxico, aunque en grandes cantidades podría calentar la atmósfera a una temperatura que fundiera los hielos de los polos (el llamado efecto invernadero).

Monóxido de carbono (CO)

Gas incoloro y tóxico formado por la combustión incompleta de carbono (combustibles con base en el carbón, y también de algunos procesos industriales). Los motores mal carburados generan exceso de CO, provocando altas concentraciones en algunas zonas de las grandes ciudades. Esto origina en las personas desde pequeñas molestias hasta trastornos de los procesos mentales; el CO es un gas que al unirse a la hemoglobina de la sangre ocupa el lugar del oxígeno, pero no se desprende por lo que interrumpe el proceso de la respiración, produciendo somnolencia, aletargamiento y, posteriormente, la muerte. Este gas también se produce en los anafres de carbón, intoxicando y provocando la muerte a las personas, cuando se quedan prendidos dentro de una habitación sin ventilación adecuada.

Óxidos de nitrógeno (NO2, NO)

Se originan en los procesos de combustión interna de alta temperatura, donde se encuentra el compuesto que contiene nitrógeno como la amina, presente en los motores de combustión interna de alto índice de compresión. Los óxidos de nitrógeno pueden causar graves daños al hombre, que van desde la inflamación de las encías y hemorragias internas, hasta enfisema, neumonía y cáncer pulmonares. Estos gases junto con los hidrocarburos y la luz ultravioleta, catalizan la reacción de formación de ozono.

Partículas sólidas

Pueden originarse por un proceso natural o como resultado de algún proceso industrial o de otras actividades, como el humo de materiales mal quemados (asbesto, sílice, polvo y carbón).

Óxidos de azufre

Anualmente son lanzadas al ambiente 23 millones de toneladas de óxidos de azufre, mismas que provienen de los combustibles que contienen azufre, como: carbón de piedra, petróleo y gas natural utilizados como energéticos. El dióxido de azufre es un gas incoloro que produce irritación en los ojos y la garganta; con él, gran parte de la población presenta molestias en las vías respiratorias, como tos y estornudos. El dióxido de azufre reacciona con el oxígeno formando trióxido de azufre, que a su vez mezclado con el agua de lluvia o la humedad atmosférica forma el ácido sulfúrico que afecta a los pulmones. Ésta es la llamada lluvia ácida.

Hidrocarburos

Provienen principalmente de la refinación del petróleo y del uso de sus productos. Los hidrocarburos contaminantes son gaseosos y se combinan mediante la acción de las radiaciones luminosas con los óxidos de nitrógeno para formar los oxidantes fotoquímicos.

 

 BALANCEO DE ECUACIONES DE COMBUSTIÓN

Es importante recordar que una ecuación química es la forma gráfica de representar un cambio químico, utilizando símbolos y fórmulas. Para poder escribirlas es necesario conocer tanto las sustancias que reaccionan como los productos. Además, para que una ecuación esté correcta debe balancearse. El balanceo de las ecuaciones se realiza con el fin de cumplir la ley de la conservación de la materia, enunciada por Lavoisier: "La materia no se crea ni se destruye en los cambios químicos, sólo se transforma". Un ejemplo de ecuación balanceada es:

     Carbono sólido + Oxígeno gaseoso Dióxido de carbono gaseoso

     (Cuando existe oxígeno en la reacción, se produce dióxido de carbono).

     Las ecuaciones químicas que se verán a continuación se equilibran por medio de balanceo, por tanteo o por inspección, es decir, tratan de balancear el número de átomos de cada elemento y, además, tener el mismo número de átomos en ambos lados de la ecuación.

     Para ello se sugieren los siguientes lineamientos que, como tales, no constituyen reglas.

a) Escribir las fórmulas correctas de los reactivos y productos; una vez hecho lo anterior, no se deben cambiar durante el siguiente paso de balanceo. Ejemplo:

     (Cuando no hay exceso de oxígeno se produce monóxido de carbono.)

b) Elegir el compuesto que tenga el mayor número de átomos de un elemento, ya sea un reactivo o un producto. Por lo general, puede ser hidrógeno u oxígeno.

     Para balancear hay que colocar un coeficiente tentativo a la fórmula del elemento o compuesto. Si se coloca, en este caso, un 2 al monóxido de carbono (2CO), se tendrían 2 átomos de carbono y 2 átomos de oxígeno, por lo que deberá aparecer la misma cantidad de átomos en el lado izquierdo de la ecuación. Si no se coloca ningún coeficiente delante de una fórmula, se supone que es uno. De ninguna manera se deberá cambiar la fórmula correcta de un compuesto para balancear la ecuación; únicamente los coeficientes.

c) Los radicales (iones poliatómicos) en las ecuaciones químicas, se balancean como si fuesen una sola unidad (cuando los hay).

d) Verificar todos los coeficientes para comprobar que sean números enteros y que estén en la menor proporción posible. Si los coeficientes son fracciones, entonces todos ellos deberán multiplicarse por algún número; de modo que todos, incluida la fracción, queden expresados en números enteros.

     Por ejemplo:

e) El coeficiente se reduce a la relación menor posible; por ejemplo. si los coeficientes son 4, 8   2, 4 pueden reducirse dividiéndose entre 2 para la relación más baja:

     f) Para comprobar si la ecuación quedó correctamente balanceada por tanteo o por inspección, se coloca una palomita  encima de cada átomo que se compruebe, en ambos lados de la ecuación.

     (Ecuación balanceada, cumple con la ley de la conservación de la materia).

     Para reafirmar lo expuesto:

     Si durante la combustión de la gasolina (C8 H18) la cantidad de oxígeno es insuficiente, se forma el gas monóxido de carbono y agua.

     Se balancea por tanteo:

  • Fórmulas correctas de los reactivos y productos.

  • Elegir el compuesto que tenga el mayor número de átomos.

     Es importante recordar que lo que se hace es tantear; por tanto, si hay equivocaciones en los coeficientes hay que cambiarlos hasta encontrar los adecuados. En este caso son necesarios en los productos: 8 átomos de carbono y 18 de hidrógeno.

1. No hay radicales en esta ecuación.

  1. Se necesitan 17 átomos de oxígeno en los reactivos; por tanto se escribe 17/2, para obtener los 17 átomos de oxígeno. La ecuación queda como sigue:

    3. Como los coeficientes no son números enteros, todos se multiplican por dos, resultando:

  2. Se comprueba que la ecuación química esté balanceada.

 

     Es importante hacer notar que los reactivos se deben encontrar en las proporciones adecuadas, para que se lleve a cabo la reacción.

 

 

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