REACCION DE OXIDACION*
La oxidación, es la reacción química a partir de la cual un átomo, ión o molécula cede electrones; entonces se dice que aumenta su estado de oxidación. Si bien esta explicación es suficiente en términos prácticos, no es del todo correcta ya que si bien la transferencia de electrones siempre va a ocasionar un cambio en el estado de oxidación, también se puede dar este cambio sin que ocurra una transferencia de electrones. Como veremos existen varias formas de la misma, como la que se da en un trozo de manzana con el tiempo, u otros tipos menos domésticos, más conocidos en el ámbito de las ciencias.
El nombre de la reacción química, "oxidación", se deriva del hecho que en la mayoría de los casos, la transferencia de electrones se lleva a cabo adquiriendo átomos de oxígeno, pero es importante recalcar que también se da la oxidación sin involucrar el intercambio de oxígeno. En términos simples, durante la reacción una sustancia cede electrones y otra los gana (reducción), por lo que es más conveniente el término "redox" para referirnos al proceso - Redox es una abreviación de "reducción/oxidación", y se refiera a todas aquellas reacciones químicas en donde átomos cambian su estado de oxidación.
Siempre que ocurre una oxidación hay liberación de energía. Esta energía puede ser liberada de manera lenta, como es el caso de la oxidación o corrosión de los metales, o bien, puede ser liberada de forma muy rápida y explosiva como es el caso de la combustión.
COMBUSTIBLES PROVENIENTES DEL PETROLEO*
El petróleo se encuentra en yacimientos dispersos por numerosos puntos de la corteza terrestre, trata de un líquido espeso; compuesto por una gran cantidad de hidrocarburos, la mayor parte de ellos alifáticos de cadena abierta, aunque en algunas son básicamente hidrocarburos cíclicos y aromáticos. En mucha ocasiones aparecen a grandes bolsas de gas natural que aún no se ha disuelto en el petróleo. Recién traído del yacimiento, el petróleo crudo no tiene aplicación comercial, por lo qué es necesario someterlo a un proceso de destilación fraccionada en refinerías, para sepa en distintas partes en función de su punto de ebullición.
los siguientes son los diferentes productos derivados del petróleo y su utilización:
Gasolina motor corriente y extra - Para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos.
Turbocombustible o turbosina - Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-A.
Gasolina de aviación - Para uso en aviones con motores de combustión interna.
ACPM o Diesel - De uso común en camiones y buses.
Queroseno - Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales. Es el que comúnmente se llama "petróleo".
Cocinol - Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción es mínima.
Gas propano o GLP - Se utiliza como combustible doméstico e industrial.
Bencina industrial - Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico
Combustóleo o Fuel Oil - Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.
Disolventes alifáticos - Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.
Asfaltos - Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.
Bases lubricantes - Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes.
Ceras parafínicas - Es la materia prima para la producción de velas y similares, ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc.
Polietileno - Materia prima para la industria del plástico en general
Alquitrán aromático (Arotar) - Materia prima para la elaboración de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de llantas. También es un diluyente
Acido nafténico - Sirve para preparar sales metálicas tales como naftenatos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, poliéster, detergentes, tensoactivos y fungicidas
Benceno - Sirve para fabricar ciclohexano.
Ciclohexano - Es la materia prima para producir caprolactama y ácido adípico con destino al nylon.
Tolueno - Se usa como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner y tintas, y como materia prima del benceno.
Xilenos mezclados - Se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y de thinner.
Ortoxileno - Es la materia prima para la producción de anhídrido ftálico.
Alquilbenceno - Se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para elaborar plaguicidas, ácidos sulfónicos y en la industria de curtientes.El azufre que sale de las refinerías sirve para la vulcanización del caucho, fabricación de algunos tipos de acero y preparación de ácido sulfúrico, entre otros usos. En Colombia, de otro lado, se extrae un petróleo pesado que se llama Crudo Castilla, el cual se utiliza para la producción de asfaltos y/o para mejoramiento directo de carreteras, así como para consumos en hornos y calderas.
PRODUCTOS DE LA COMBUSTION*
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.
Turbocombustible o turbosina - Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-A.
Gasolina de aviación - Para uso en aviones con motores de combustión interna.
ACPM o Diesel - De uso común en camiones y buses.
Queroseno - Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales. Es el que comúnmente se llama "petróleo".
Cocinol - Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción es mínima.
Gas propano o GLP - Se utiliza como combustible doméstico e industrial.
Bencina industrial - Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico
Combustóleo o Fuel Oil - Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.
Disolventes alifáticos - Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.
Asfaltos - Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.
Bases lubricantes - Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes.
Ceras parafínicas - Es la materia prima para la producción de velas y similares, ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc.
Polietileno - Materia prima para la industria del plástico en general
Alquitrán aromático (Arotar) - Materia prima para la elaboración de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de llantas. También es un diluyente
Acido nafténico - Sirve para preparar sales metálicas tales como naftenatos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, poliéster, detergentes, tensoactivos y fungicidas
Benceno - Sirve para fabricar ciclohexano.
Ciclohexano - Es la materia prima para producir caprolactama y ácido adípico con destino al nylon.
Tolueno - Se usa como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner y tintas, y como materia prima del benceno.
Xilenos mezclados - Se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y de thinner.
Ortoxileno - Es la materia prima para la producción de anhídrido ftálico.
Alquilbenceno - Se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para elaborar plaguicidas, ácidos sulfónicos y en la industria de curtientes.El azufre que sale de las refinerías sirve para la vulcanización del caucho, fabricación de algunos tipos de acero y preparación de ácido sulfúrico, entre otros usos. En Colombia, de otro lado, se extrae un petróleo pesado que se llama Crudo Castilla, el cual se utiliza para la producción de asfaltos y/o para mejoramiento directo de carreteras, así como para consumos en hornos y calderas.
PRODUCTOS DE LA COMBUSTION*
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
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
COMBUSTION*
Una manera de producir calor es mediante una reacción química de combustión.
| En las reacciones de combustión obtenemos calor combinando un combustible (gasolina, butano, madera...) con el oxígeno del aire. El calor generado al transformarse el combustible vaporiza los componentes originados y hace saltar sus electrones a niveles más altos. Al desexcitarse emiten luz y calor. El tipo de luz que emiten depende de los componentes gaseosos excitados. |
En las combustiones de compuestos que contienen carbono siempre se producen CO2 y H2O con algo de CO.
COMPUESTOS INORGANICOS*
De acuerdo con los elementos que los forman, los compuestos químicos inorgánico se clasifican por grupos que poseen la misma característica y comportamiento. Estos grupos, llamados también funciones, están estructurados de la siguiente manera:
* Óxidos ácidos o anhídridos
*Hidruros
*Ácidos
*Sales
Óxidos básicos: Estos compuestos están formados por la unión de un metal y oxígeno; se encuentran comúnmente e la naturaleza, ya que se obtienen cuando un metal se pone en contacto con el oxigeno del medio ambiente, y que con el paso del tiempo se va formando óxido del metal correspondiente. Pueden prepararse industrialmente mediante la oxidación de los metales. Ejemplos: óxido de calcio, óxido plúmbico:
Metal + Oxígeno à Óxido básico
2Ca2 + O2 (2-) à 2CaO (Óxido de Calcio)
Pb4 + O2 (2-) à PbO2 (Óxido Plúmbico)
En este caso, el calcio tiene el mismo número de oxidación que el oxigeno, 2+ y 2- respectivamente; por lo tanto, su relación es 1 a 1. Por otra parte, la molécula de todos los metales es monoatómica y la del oxigeno es diatómica; en consecuencia, se requieren dos moléculas de calcio para reaccionar con la del oxigeno y formar dos moléculas e óxido de calcio. El numero de oxidación del plomo es 4+, mientras que el de cada oxigeno es 2-; por lo tanto la relación es de un átomo de plomo por dos de oxigeno (1 a 2).
Óxidos ácidos o Anhídridos: Se forman al hacer reaccionar el oxígeno con elementos no metálicos. Como interviene el oxigeno en su formación, son también conocidos como óxidos, pero para diferenciar un óxido básico de un óxido ácido, a estos últimos se les nombra anhídridos. Ejemplos: anhídrido carbónico (oxido de carbono), anhídrido hipocloroso.
No Metal + Oxigeno à Óxido ácido
C4+ + O2 (2-) à CO2 (anhídrido carbónico)
2Cl2 (1+) + O2 (2-) à Cl2O (anhídrido hipocloroso)
El oxigeno y el cloro son moléculas diatómicas, es decir, formadas por dos átomos. Cada átomo de oxígeno tiene como numero de oxidación 2- y cada átomo de cloro 1+; en consecuencia, se necesitan dos átomos de cloro para unirse a un átomo de oxígeno; o bien, cuatro átomos de cloro por dos de oxígeno para formar dos moléculas de anhídrido hipocloroso.
Hidruros: Son compuestos formados de la unión del hidrogeno con elementos metálicos como el hidruro de estroncio, etc. La formación de los hidruros es el único caso en que el hidrogeno trabaja con valencia negativa. Ejemplos: hidruro de sodio, hidruro cúprico.
Metal + Hidrógeno à Hidruro
2Na1+ + H2 (1-) à 2NaH (hidruro de sodio)
Cu2+ + H2 (1-) à CuH2 (hidruro cúprico)
Hidróxidos: Se caracterizan por llevar en su molécula el radical (OH-) llamado radical oxhidrilo o hidroxilo. Se forman al agregar agua a un óxido metálico. Ejemplos: hidróxido de calcio, hidróxido plúmbico:
Metal + Agua à Hidróxido
CaO + H2O à Ca(OH-) (hidróxido de calcio)
PbO2 + 2H2O à Pb(OH)4 (hidróxido plúmbico)
Ácidos: Tienen la característica de que sus moléculas inician siempre con el hidrógeno. Pueden ser:
- Hidrácidos: Se forman con el hidrógeno y un no metal. Ej.: ácido bromhídrico, ácido clorhídrico.
- Oxiácidos: Son aquellos que llevan oxígeno en su molécula además del hidrógeno y el no metal. Ej.: ácido sulfúrico, ácido nítrico.
Hidrácido + Hidróxido à Sal haloidea o binaria + Agua
De los oxiácidos pueden formarse tres tipos de sales: oxisales neutras, ácidas y complejas.
- Oxisales ácidas: Se obtienen cuando la sustitución de los hidrógenos es parcial.
- Oxisales complejas: Resultan de la sustitución de los hidrógenos del ácido por dos o tres metales diferentes. Ej.: fosfato de calcio y potasio.
Oxisales neutras: Se forman cuando se sustituyen totalmente los hidrógenos del ácido. Ejemplo: nitrato de sodio, sulfato de potasio.
Algunos de ellos son:
Cloruro de Sodio, Acido Sulfùrico, Acido Muriàtico, Acido Clorhidrico, Yoduro de Potasio, Oxido de Fierro, Nitrato de Calcio, Dicromato de Potasio, Ac Arsènico, Hidroxido de Aluminio, Cianuro de Potasio, Nitrato de Amonio. Bicarbonato Sòdico, H2O, Diòxido de Carbono, Monoxido de Carbono
Cloruro de Sodio, Acido Sulfùrico, Acido Muriàtico, Acido Clorhidrico, Yoduro de Potasio, Oxido de Fierro, Nitrato de Calcio, Dicromato de Potasio, Ac Arsènico, Hidroxido de Aluminio, Cianuro de Potasio, Nitrato de Amonio. Bicarbonato Sòdico, H2O, Diòxido de Carbono, Monoxido de Carbono
COMPUESTOS ORGANICOS*
Los compuestos orgánicos son todas las especies químicas que en su composición contienen el elemento carbono y, usualmente, elementos tales como el Oxígeno (O), Hidrógeno (H), Fósforo (F), Cloro (CL), Yodo (I) y nitrógeno (N), con la excepción del anhídrido carbónico, los carbonatos y los cianuros.
Características de los Compuestos Orgánicos
Son Combustibles
Poco Densos
Electro conductores
Poco Hidrosolubles
Pueden ser de origen natural u origen sintético
Tienen carbono
Casi siempre tienen hidrogeno
Componen la materia viva
Su enlace mas fuerte en covalente
Presentan isomería
Existen mas de 4 millones
Presentan concatenació
PROPIEDADES:
En general, los compuestos orgánicos covalentes se distinguen de los compuestos inorgánicos en que tienen puntos de fusión y ebullición más bajos. Por ejemplo, el compuesto iónico cloruro de sodio (NaCl) tiene un punto de fusión de unos 800 °C, pero el tetracloruro de carbono (CCl4), molécula estrictamente covalente, tiene un punto de fusión de 76,7 °C. Entre esas temperaturas se puede fijar arbitrariamente una línea de unos 300 °C para distinguir la mayoría de los compuestos covalentes de los iónicos.
Gran parte de los compuestos orgánicos tienen los puntos de fusión y ebullición por debajo de los 300 °C, aunque existen excepciones. Por lo general, los compuestos orgánicos se disuelven en disolventes no polares (líquidos sin carga eléctrica localizada) como el octano o el tetracloruro de carbono, o en disolventes de baja polaridad, como los alcoholes, el ácido etanoico (ácido acético) y la propanona (acetona). Los compuestos orgánicos suelen ser insolubles en agua, un disolvente fuertemente polar.
Los hidrocarburos tienen densidades relativas bajas, con frecuencia alrededor de 0,8, pero los grupos funcionales pueden aumentar la densidad de los compuestos orgánicos. Sólo unos pocos compuestos orgánicos tienen densidades mayores de 1,2, y son generalmente aquéllos que contienen varios átomos de halógenos.o
Los grupos funcionales capaces de formar enlaces de hidrógeno aumentan generalmente la viscosidad (resistencia a fluir). Por ejemplo, las viscosidades del etanol, 1,2-etanodiol (etilenglicol) y 1,2,3-propanotriol (glicerina) aumentan en ese orden. Estos compuestos contienen uno, dos y tres grupos OH respectivamente, que forman enlaces de hidrógeno fuertes.
Algunos de ellos son:
Glucosa, Fructosa, Sacarosa, Alcohol Etìlico, Acido Lactico, Acido Acètico, Acetona, Formol, Nitroglicerina, Benzocaina.
IMPUREZAS DE LOS COMBUSTIBLES*
Las propiedades de los combustibles residuales que comumente se emplean en motores marinos, depende del crudo que les dio origen, delgrado y del metodo de refinación y purificación. Las impurezas (cenizas,aguas,metales y otros solidos) presentes en otors combustibles pueden ocasionar graves problemas durante la combustión tales como: depositos en la camara de combustión.
REFERENCIAS*
http://www.tareasya.com.mx/index.php/tareas-ya/secundaria/quimica/combustibles-quimicos/2209-Productos-de-la-combusti%C3%B3n.html
http://redalyc.uaemex.mx/pdf/104/10402409.pdf
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/combustion.htm
http://lizbethruiz.galeon.com/
QUIMICA
EDITORIAL RVERTE
AMERICA CHEMICAL SOCIETY
BARCELONA,2007
QD31.3 B4518
QUIMICA.INTRODUCCION A LA QUIMICA GENERAL A LA ORGANICA Y A LA BIOQUIMICA
QUINTA EDICION
TIMBELAKE, KAREN C.
1492
QD31.2 T5618
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