REACCIONES DE COMBUSTIÓN

Los cambios si alteran la naturaleza de las sustancias: desaparecen unas y aparecen

otras con propiedades muy distintas. No es posible volver

atrás por un procedimiento físico

REACCIONES DE COMBUSTIÓN

REACCIONES DE COMBUSTIÓN Una reacción química se representa

mediante una ecuación química. Para leer o escribir una ecuación química:

Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción.

A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento.

Combustión: proceso químico por el cual una sustancia, llamada combustible, reacciona con el oxígeno. Es fuertemente exotérmica, desprendiéndose energía en forma de calor, luz o sonido.

No tiene lugar de forma espontánea, sino que, para que comience, ha de aportarse energía a través de una llama o de una chispa eléctrica y continúa hasta que se agote el combustible o el oxígeno.


Una reacción de combustión es una reacción de oxidación rápida en la que se libera energía luminosa y calorífica.

Consiste en una combinación química con el oxígeno de la atmósfera para dar dióxido de carbono y agua. Se obtiene una gran cantidad de energía que se utiliza con fines industriales y domésticos.

Un ejemplo de reacción de combustión puede ser la del metano (gas natural):

metano + oxígeno +dióxido de carbono + agua + energía

CH4 + 2 O2+ CO2 + 2 H2O + 890 kJ/mol


La reacción del combustible con el oxígeno origina sustancias gaseosas entre las cuales las más comunes son CO2 (humos o gases de combustión). Es importante destacar que el combustible solo reacciona con el oxigeno y no con el nitrógeno, el otro componente del aire. Por lo tanto el nitrógeno del aire pasará íntegramente a los productos de combustión sin reaccionar.


Sustancias mas comunes que se pueden encontrar en los productos o humos de la reacción:

CO2

H2O como vapor de agua

N2

O2

CO H2

Carbono en forma de hollín SO2


Poco frecuente, la combustión espontánea puede darse si un cuerpo se oxida fácilmente y disipa muy mal el calor generado en la oxidación, de manera que aumenta gradualmente su temperatura hasta alcanzar el punto de inflamación (T° mínima necesaria).

Bajo determinadas condiciones de presión y temperatura, la combustión de ciertas sustancias puede ser extremadamente rápida, generando grandes cantidades de energía calorífica y de gases que se expanden y que pueden hacer estallar el recipiente que los contiene. En este hecho se fundamentan los explosivos.


TIPOS DE R. DE COMBUSTIÓNCombustión completaOcurre cuando las sustancias combustibles

reaccionan hasta el máximo grado posible de oxidación. En este caso no habrá presencia de sustancias combustibles en los productos o humos de la reacción.

Combustión incompletaSe produce cuando no se alcanza el grado

máximo de oxidación y hay presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de la reacción.

Combustión estequiométrica o teóricaEs la combustión que se lleva a cabo con la cantidad

mínima de aire para que no existan sustancias combustibles en los gases de reacción. No hay presencia de oxigeno en los humos, debido a que este se ha empleado íntegramente en la reacción.

Combustión con exceso de aireSe produce con una cantidad de aire superior al

mínimo necesario. La combustión tiende a no producir sustancias combustibles en los gases de reacción. En este tipo de combustión es típica la presencia de oxigeno en los gases de combustión.(Reacciona todo el combustible)

TIPOS DE R. DE COMBUSTIÓN

Combustión con defecto de aireEs la reacción que se produce con una menor

cantidad de aire que el mínimo necesario. En este tipo de reacción es característica la presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de reacción.

TIPOS DE R. DE COMBUSTIÓN

La combustión en los seres vivos.Priestley y Lavoisier, (finales del siglo XVIII):

Mantenimiento de la vida en los seres vivos era posible gracias a reacciones internas de combustión que suministran la energía necesaria para mantener la actividad del organismo:El aire que se respira produce la oxidación del carbono y el hidrógeno contenidos en la sangre, procedentes de la digestión de los alimentos ingeridos.

Si se realiza la combustión de esos alimentos en un laboratorio, se observa que se desprende una cantidad de energía superior a la generada por su oxidación en el organismo, si bien los productos finales son los mismos: dióxido de carbono y agua.

APLICACIONES

Fuentes de energía.Entre los compuestos de carbono e

hidrógeno, los más utilizados como fuente de energía son: el carbón, el gas natural y los productos derivados del petróleo.

Si la cantidad de oxígeno empleado es inferior, la combustión se denomina incompleta y se caracteriza por la presencia de cuerpos no totalmente oxidados, como el venenoso monóxido de carbono.

APLICACIONES

Las reacciones de combustión son muy útiles para la industria de procesos ya que permiten disponer de energía para otros usos y generalmente se realizan en equipos de proceso como hornos, calderas y todo tipo de cámaras de combustión.

APLICACIONES:

ANALISIS PERICIAL SOBRE RESTOS DE INCENCIOS

1. ACELERANTES:- Objetivos de la investigación: Causa y origen

del incendio: Determinar si los líquidos inflamables fueron deliberadamente usados para desarrollar la extensión del fuego –Acelerantes de la Combustión-

- Sospechas de uso de Acelerantes: Analizar muestras de los restos combustos (material parcialmente combustionado) de varias áreas.

- Esta información sustentará el entendimiento del perito en siniestros en cuanto al punto de ignición y propagación del fuego.

- Químico Forense: Su esfuerzo depende de la calidad de las muestras que proveen los levantadores de los restos de combustos en el lugar del incendio:

LocalizarMuestreo satisfactorio de restosPara el análisis del acelerante utilizado –

Técnicas de muestreo adecuadas, entendimiento básico de la naturaleza física y química de algunos acelerantes comúnmente utilizados, su comportamiento durante el incendio-


ACELERANTES: Sustancias o mezcla de ellas agregadas intencional o accidentalmente a un material combustible. Poseen la propiedad de facilitar el desarrollo del fuego –Alta inflamabilidad- Eje: Madera + hidrocarburo líquido.

NATURALEZA DE LOS ACELERANTES:- Petróleo: Combustible líquido natural: mezcla

compleja de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos, y de descomposición variable con pequeñas cantidades de sustancias que tienen azufre, nitrógeno, oxígeno.


- Petróleo crudo: Se somete a destilación fraccionada “Destilación primaria o Topping”, produciendose la separación de distintas fracciones: Naftas, Kerosene, gas-oil, fuel-oil.

Nafta y Kerosene + Colorantes: IDENTIFICACIÓN

COMBUSTIÓN: Transformación química que se produce al quemarse un combustible, con liberación de calor y luz.

COMBUSTIBLE: Material que se combina con otro produciendo luz y calor

COMBURENTE: Oxígeno, que se combina con el combustible permitiendo la combustión.


Detección de sustancias Acelerantes: Posible ya que no se consume la totalidad del acelerante. Quedan trazas del acelerante empleado .

Factores: - Cantidad y tipo- Tiempo- Severidad- Naturaleza del material que haya absorbidoAcelerante más usado: NAFTA , luego

Kerosene, gasoil,thiner y alcohol etílico.


MATERIALES DE MUESTREO:- Materiales absorbentes: Estructura porosa o

semiporosa- Trozos de madera o de géneros (telas, lanas,

toallas, etc.)- Papeles y cartones- Gomas, etc.DETECCION DE ACELERANTES:Mediante GC (Cromatografía de Gases): Separa las

muestrasMSD (Detector selectivo de masas): Identifica los

componentes


PROBLEMAS:- Toma de muestras: De manera correcta,

adecuada metodología analítica, permite detectar la presencia de estas sustancias, lográndose establecer la intencionalidad o no del incendio a investigar.

- Metodología de Trabajo en investigación de la causa del fuego:

1.Examen inicial de muestras2.Recuperación de los acelerantes de las

muestras3.Identificación de los acelerantes


4. Interpretación de resultadosMETODOLOGIA DE TRABAJO:a.Examen inicial de la muestra: Toma de

muestra y su envío al laboratorio.- Muestra tomada por persona experimentada en

esa materia – No olvidar: restos de un incendio, gran superficie, variedad de materiales-

- Necesario seleccionar los restos y tomar un parte representativa e idónea para el análisis

- Correcta toma de muestra: buen resultado final


- Tipo de recipiente: Mantenera aislada la muestra y no introducir artefactos –sustancias que originariamente no estaban presentes en la muestra y que se hayan podido añadir accidentalmente por medio del contenedor utilizado-

- Mal contenedor empleado: Botella de plástico:- Las sustancias presentes no deben escaparse al

exterior y tampoco deben entrar en el sustancias provenientes del exterior.

- Latas y frascos de vidrio: recipientes ideales para el envío de muestras al laboratorio


- Contenedores metálicos: susceptibles de ser atacados por corrosión cuando van a ser almacenado por lapso prolongado

- Contenedores de vidrio: Manipulados con precaución para evitar su rotura.

- Muestras no muy grandes – limitado Vol de los contenedores-

- Introducida la muestra en contenedor, mantener la muestra refrigerada hasta el momento de procesarla (4°C) – Evita evaporación del posible acelerante-

- El vidrio no interacciona con la muestra


b. RECUPERACION DE LOS ACELERANTES EN LAS MUESTAS:

- Separación y recuperación de residuos de acelerantes, pasos esenciales para su análisis, basándose en la volatilidad de los hidrocarburos –Cromatografía gaseosa-

c. IDENTIFICACION DE LOS ACELERANTES:- Cromatografía de Gases: Alta capacidad de

separación de las sustancias presentes- Espectrometría de masas: Identifica sustancias

complejas –peso molecular y características químicas-


- Procesadas instrumentalmente las muestras, se lleva a cabo la interpretación de resultados.

- Con el análisis de los datos es posible distinguir y confirmar la presencia de distintos tipos de acelerantes.


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