PROCESO DE COMBUSTIÓN
JULIÁN BULA SEBASTIÁN FLÓREZ CRISTIAN MONTIEL JUAN MORENO RAUL VERGARA
11ºA
LIC. ROVIN ALBA
QUÍMICA
ESCUELA NORMAL SUPERIOR LÁCIDES IRIARTE
SAHAGÚN – CÓRDOBA
JUNIO DE 2015
INTRODUCCION Los compuestos orgánicos se clasifican según la función química que contengan y por el número de elementos químicos que los forman, una de sus características más importantes es su facilidad de combustión, experimentando transformaciones químicas y descomposición. La combustión es, de los procesos químicos, el más importante. Hace miles de años el hombre primitivo uso este proceso con materiales combustibles como hojas y ramas de árboles, y es el que le ha permitido al ser humano avanzar hasta la civilización actual. Como en toda área de las ciencias naturales existen estudios teóricos y experimentales sobre el tema combustión.
OBJETIVOS
Indagar acerca de conceptos como: Combustión, Reacción química, Compuestos químicos, Oxidación, etc.
Realizar el proceso de combustión del alcohol a través de una creativa estufa convencional de latas de aluminio.
Preparar un Café a partir de la combustión de Alcohol Etílico.
Calcular la energía producida en las distintas reacciones.
Poner en práctica las pautas dadas por el profesor.
JUSTIFICACIÓN
Este trabajo se realizó con el fin de profundizar en lo referente a los procesos químicos, más precisamente en la combustión, saber cómo se da, qué elementos la conforman. La importancia que ésta haya sido descubierta y las diversas aplicaciones que se le pueden dar. Se hace buscando conocer, analiza y llegar a entender, para luego aplicar en este campo de la química, como lo son los procesos químicos.
MATERIALES Y REACTIVOS
Materiales: 2 latas Tijeras Olla pequeña Espátula
Fósforos Marcador Probeta
Reactivos: Alcohol Etílico o Etanol 96% Agua
Café Azúcar.
MARCO TEORÍCO
La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de Energía en forma de calor y luz, manifestándose visualmente gracias al fuego, u otros; por lo tanto cuando hay una oxidación rápida en un elemento hay combustión. Durante una combustión existe la presencia de calor, la cual es detectada a través del poder calorífico, que es la cantidad de energía que la unidad de masa de la materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación o combustión. Este proceso tiene varios factores importantes que se hacen necesariamente participes a lo largo de éste, como lo son: el combustible, el comburente y la temperatura de inflamación, que cumplen las siguientes funciones:
El combustible es el material que arde (gas, alcohol, carbón, madera, plástico). El comburente es el material que hacer arder (Oxígeno gaseoso O 2). La temperatura de inflamación es la temperatura más baja a la cual el material inicia la combustión para seguir ardiendo. El poder calorífico es la cantidad de energía que utiliza o libera un combustible por unidades de masa o peso, dentro de un proceso químico.
PROCEDIMIENTOS
Al comenzar la clase del laboratorio, el maestro dio algunas indicaciones acerca de cómo se debía realizar el informe de la práctica. Dicho esto, procedimos a trazar con el marcador unas líneas horizontales en una de las latas para luego hacer los respectivos cortes. Con los trozos, superior e inferior, de latas se armó una lata más pequeña quedando con algunos agujeros para que pudieran salir las llamas. Luego, con una probeta medimos 10 ml de alcohol (combustible) y posteriormente éstos fueron puestos dentro de la pequeña lata. Mientras tanto, en la olla se colocaron aproximadamente 200 ml de agua. Aquí inicia la parte a estudiar: la combustión. Con la ayuda del profesor le aplicamos fuego al alcohol dentro de la lata iniciando el proceso de combustión. Encima de ésta, como especie de estufa, se puso la olla con el agua. El líquido empezó a hervir, demostrándonos que la llama sí es capaz de calentar. Al cabo de 4’57’’ la llama se apagó, dándonos un promedio de duración de unos 5 minutos aproximadamente. Aquí se dio la siguiente reacción:
C2H5OH + O2
CO2 + H2O + E
Donde el Alcohol es el combustible y el Oxígeno el comburente. Más tarde, dentro de la olla pusimos otros 200 ml de agua, a los que se le agregaron ciertas cantidades de azúcar y café. Éste recipiente fue puesto una vez más al calor de la llama de alcohol, pero a diferencia que en esta ocasión la cantidad de combustible fue de 20 ml. La llama duró lo suficiente como para que la combinación de agua, azúcar y café alcance su punto de ebullición y llegue a hervir. El resultado: Un delicioso café casero, que no tiene nada que envidiarle a los producidos en tiendas muy reconocidas a nivel mundial, con la calidad del laboratorio de la Normal Superior de Sahagún.
FÓRMULAS
Alcohol Etílico o Etanol : C2H5OH % Pureza: Vol. Soluto/ Vol. Solvente Combustión Etanol: C2H5OH + O 2
CO2 + H2O + E
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS
1• Conociendo el porcentaje de pureza del alcohol (96%) podemos averiguar la
cantidad de sustancia dentro de la solución: % Pureza = V. Soluto
X 100
V. Solvente 96 % = V. Soluto
X 100
20 ml V. Soluto= 96 % x 20 ml = 19.2 ml 100 % 2• Con la ecuación de combustión podemos establecer cuanta energía produce la
reacción: C2H5OH + O 2
CO2 + H2O + E
Produce aproximadamente en promedio 6960 kcal/kg en la reacción de combustión (poder calorífico), pero necesitamos esa cantidad en kcal/n, entonces buscamos el peso de un mol de Alcohol etílico:
1 n(C2H5OH) = 46 g => 6960 kcal -> 1000 g X 3•
Masa Molar (C2H5OH):
PA (C) = 12 uma x 2 = 24 uma PA (H) = 1 uma x 6 = 6 uma
-> 46 g (1n)
x = 6960 kcal . 46 g = 320 kcal/n 1000 g
PA (O) = 16 uma 24 uma + 6 uma + 16 uma = 46 uma
4•
Cantidad de solucion:
1 n = 46 g
X = 46 g • 0,96 n / 1 n = 44.16 g
0,96 n = x 5• Balanceo de la ecuación
C2H5OH + O 2 C2H5OH + 3O 2
para cumplir con la conservación de la materia:
CO2 + H2O + E 2CO2 + 3H2O + E
REFLEXIÓN
Los estudiantes aprendimos a elaborar un sistema calorífico que simula la acción de una estufa, utilizando como combustible el Alcohol etílico. Logramos apreciar cómo se da el proceso de combustión, para luego, con las instrucciones del maestro, sacar nuestras propias conclusiones. De una manera inconsciente, hicimos uso del método científico, observando, analizando, experimentando, los procesos químicos, en este caso la combustión. Desarrollamos también, el espíritu creativo, el cual nos permitió realizar los procesos de elaboración y experimentación de la mejor manera posible.
CONCLUSIÓN Del anterior trabajo entendemos que la combustión es un proceso químico e importante para la vida humana, sin ella no podríamos tener los alimentos cocidos y no serían tan saludables para nosotros. También es muy necesario en los procesos industriales, donde se funden metales y otros materiales, para elaborar productos de uso cotidiano y laboral. Muchos factores influyen en el proceso de combustión, uno de estos es el agente comburente, que en la mayoría de los casos es el oxígeno. La cantidad de éste, junto con la cantidad de sustancia combustible, nos permiten identificar y establecer el tiempo que durará la reacción. De este modo los estudiantes de 11º podemos conocer más profundamente los procesos que se dan a nuestro alrededor en la vida cotidiana.
REFERENCIAS http://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3n http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Combustion.htm http://es.scribd.com/doc/95763643/La-Combustion-Del-Alcohol-Etilico#scribd http://rabfis15.uco.es/weiqo/tutorial_weiqo/hoja5p1.html http://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_org%C3%A1nico http://www.edutecne.utn.edu.ar/maquinas_termicas/01-poder_calorifico.pdf
ANEXOS
