Concepto de
Combustión

Te explicamos qué es la combustión, cómo se produce y cuáles son las etapas de la reacción. Además, clasificación y ejemplos.

combustion
La combustión es una reacción química que libera energía lumínica y calórica.
  1. ¿Qué es la combustión?

La combustión es un tipo de reacción química exotérmica. Puede involucrar materia en estado gaseoso o en estado heterogéneo (líquido-gaseoso o sólido-gaseoso). Genera luz y calor y se produce de manera más o menos rápida.

Tradicionalmente, la combustión se entiende como un proceso de oxidación rápida de ciertos elementos combustibles, o sea, constituidos principalmente por hidrógeno, carbono y a veces azufre. Además, necesariamente tiene lugar en presencia de oxígeno.

En realidad, las combustiones son formas de reacción redox (reducción-oxidación) que se pueden producir tanto de manera controlada, como en los motores de combustión interna, o descontrolada, como en las explosiones. Implican intercambio de electrones entre los átomos de la materia durante la reacción. Por eso, generan energía térmica y lumínica.

Además dan como resultado otras sustancias gaseosas y sólidas, como el dióxido de carbono (CO2) y el vapor de agua, o los residuos sólidos del combustible (la sustancia consumida en la reacción) y del comburente (la sustancia que propicia la reacción), de acuerdo siempre a su naturaleza química.

De este modo, aunque en la imagen tradicional de la combustión haya siempre fuego involucrado, es posible que este no se genere, dado que no es más que una forma de plasma (gas ionizado) fruto de la liberación de calor de la reacción química.

Ver también: Entalpía

  1. ¿Cómo se produce la combustión?

combustion reaccion fases fuego
La combustión siempre da como resultado CO2, vapor de agua, energía y otro compuesto.

Las combustiones son un tipo de reacción redox, es decir, reducción-oxidación. Esto significa que en ellas un material se oxida (pierde electrones), mientras que el otro se reduce (gana electrones).

En el caso de la combustión, el agente oxidante (oxígeno) obtiene electrones del agente reductor (combustible), o lo que es lo mismo, entre el comburente y el combustible. Esto se da generalmente según la siguiente fórmula:

Compuesto + O2 = Otro compuesto + CO2 + H2O + Energía

Los compuestos pueden variar, según sea su naturaleza, así como pueden variar los niveles de energía. Pero el dióxido de carbono y el vapor de agua son constantes en todo tipo de combustión.

  1. Tipos de combustión

Existen tres tipos de combustión, que son los siguientes:

  • Combustión completa o perfecta. Aquellas reacciones en las que se oxida (consume) totalmente el material combustible, y se subproducen otros compuestos oxigenados, como son el dióxido de carbono, dióxido de azufre o vapor de agua.
  • Combustión estequiométrica o neutra. Se denomina así a las combustiones completas ideales, que emplean las cantidades justas de oxígeno para su reacción y que ocurren, por lo general, únicamente en el ambiente controlado de un laboratorio.
  • Combustión incompleta. Aquellas en que aparecen compuestos a medio oxidar (llamados también inquemados) de los gases de combustión, tales como el monóxido de carbono (CO), hidrógeno, partículas de carbono, etcétera.
  1. Reacción de combustión

Los procesos de combustión comprenden en realidad un conjunto de reacciones químicas veloces y simultáneas, que bien pueden considerarse como una sola, que atraviesa las siguientes fases o etapas:

  • Pre-reacción o primera etapa. Los hidrocarburos presentes en el material combustible se descomponen y comienzan su reacción con el oxígeno del aire, formando así radicales, que son compuestos inestables molecularmente. Ello inicia una reacción en cadena de aparición y desaparición de compuestos químicos, tendiendo a crear siempre más de los que destruye.
  • Oxidación o segunda etapa. En esta etapa se genera la mayor parte de la energía calórica de la reacción, a medida que el oxígeno reacciona con los radicales de la etapa anterior, dándose así un proceso de desplazamiento violento de electrones. Un número elevado de radicales conduce a una reacción masiva y violenta, conocida como explosión.
  • Fin de la reacción o tercera etapa. Ocurre cuando se completa la oxidación de los radicales y se conforman las moléculas de los gases liberados. El material combustible se habrá agotado a su totalidad.
  1. Ejemplos de combustión

combustion ejemplo motor
Dentro de los motores ocurre la combustión que libera la energía para el movimiento.

Algunos ejemplos simples de combustión en la vida cotidiana son:

  • El encendido de un fósforo/cerilla. Es el caso más emblemático de combustión. Cuando la cabeza del fósforo (cubierta de fósforo y azufre) se raspa contra una superficie rugosa, se calienta por la fricción y desencadena una combustión rápida, que a su vez produce una llama breve.
  • El encendido de una cocina a gas. Las cocinas domésticas funcionan mediante la combustión de un gas hidrocarburo, generalmente mezcla de propano (C3H8) y butano (C4H10), que el artefacto extrae de una cañería o de un recipiente. Puesto en contacto con el aire, y provista una carga inicial de energía calórica (como la llama del piloto, o la de un fósforo), el gas inicia su reacción; pero para mantener la llama andando, debe suministrarse combustible continuamente.
  • Las bases fuertes y la materia orgánica. La mayoría de las bases fuertes (hidróxidos) como la soda cáustica, la potasa cáustica y otras sustancias de pH extremo, generan reacciones de oxidación violenta al entrar en contacto con la materia orgánica. Esto significa que podemos quemarnos por contacto e incluso iniciar incendios con ellas, dado que este tipo de reacciones suelen ser muy exotérmicas.
  • Los motores de combustión interna. Presentes en automóviles, lanchas y otros vehículos que operan con combustible fósil como gasoil, gasolina o keroseno, estos artefactos son un ejemplo de combustiones controladas. En ellas se consumen los hidrocarburos del combustible y se generan pequeñas explosiones que, dentro del sistema de pistones, se transforman en movimiento, subproduciendo también gases contaminantes, que son liberados a la atmósfera.

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Referencias:

Última edición: 17 de septiembre de 2019. Cómo citar: "Combustión". Autor: María Estela Raffino. De: Argentina. Para: Concepto.de. Disponible en: https://concepto.de/combustion/. Consultado: 15 de octubre de 2019.