COMBUSTIÓN DE HIDROCARBUROS

¿Se conserva la masa en la combustión de los hidrocarburos?

Mediante esta animación se puede estudiar la estequiometría de las reacciones de combustión de los hidrocarburos saturados a 273 K.

ãThomas J. Greenbowe. Iowa State University

Adaptación Didáctica. Diseño Web y programa de actividades: Grupo Lentiscal de Didáctica de la Física y Química

 

Funcionamiento de la animación

1. Seleccionar el gas entre: metano, etano, propano o cualquier hidrocarburo de formula general CxHy.

2. Ajustar la ecuación seleccionada entrando en los recuadros correspondientes los coeficientes más bajos posibles y pulsando "SUBMIT" para comprobar. La animación nos indica, si esta correctamente ajustada, que cerremos el recuadro de texto y realicemos el paso 3. Si esta mal ajustada nos lo indica y la ajusta bien  automáticamente, indicándonos que realicemos el paso 3.

3. Seleccionar la cantidad del hidrocarburo gaseoso en moles y gramos pulsando y arrastrando hacia arriba en el interruptor correspondiente que se encuentra al lado derecho de la bombona de gas. Nos indica la cantidad de gas en moles y en gramos (máximo 100 g).

Se supone que hay oxígeno suficiente, o en exceso,  para que reaccione todo el hidrocarburo.

4. Pulsar comenzar la reacción: "Start Reaction" con lo que se simula la combustión del hidrocarburo y se recoge en sus respectivos absorbentes los productos de la combustión: dióxido e carbono y vapor de agua.

5. Productos obtenidos: Pulsando sobre "grams" o "moles" la animación nos indica las cantidades obtenidas de los productos de reacción CO2 y H2O respectivamente.

 

ACTIVIDADES

1. Describe en que consiste la la combustión de hidrocarburos y analiza las aplicaciones y la importancia de este tipo de reacciones tanto a nivel biológico,  como industrial y en la vida cotidiana.

2. Explica que consecuencias ambientales puede tener la quema masiva de hidrocarburos. Indica si la quema masiva de hidrocarburos en las centrales térmicas tiene una gran eficiencia energética y si su utilización esta a favor del desarrollo sostenible. 

3. Diseña una experiencia que nos permita comprobar si se conserva masa en las reacciones de combustión, indica el procedimiento a seguir y el material necesario. Antes de realizar la experiencia en el laboratorio, comprueba tu diseño mediante la animación

4. Selecciona la reacción de combustión del gas metano (CH4) y ajústala

CH4  + O2   ð  CO2 + H2O

Completa la siguiente tabla y compruébalo en los casos posibles mediante la animación

 

Sustancias

Reactivos

Productos

CH4

O2

CO2

H2O

moles 4      
0,5      
  2    
  3    
gramos 8      
64      
  8    
  64    

 

5. Selecciona la reacción de combustión del gas propano (C3H6) y ajústala

C3H8  + O2   ð  CO2 + H2O

Completa la siguiente tabla:

 

 

Reactivos

Productos

C3H8

O2

CO2

H2O

moles gramos moles gramos moles gramos moles gramos
1 2              
2   22            
3     10          
4                
5       8        
6         6      
7           528    
8             16  

 

 

6. Selecciona la reacción de combustión del gas etano (C2H6) y ajústala

C2H6  + O2   ð  CO2 + H2O

Completa la siguiente tabla

 

 

Reactivos

Productos

C2H6

O2

CO2

H2O

moles gramos moles gramos moles gramos moles gramos
1 2              
2   15            
3 3              
4   45            
5         8      
6           88    
7             3  
8               432

 

7. a) Realiza una interpretación de la siguiente reacción una vez ajustada:  CH4 +  O2    ð    CO2 +  H2

b) ¿Cuántos gramos de agua se obtienen a partir de 3 moles de metano (CH4) c) ¿Cuántas moléculas de agua se obtienen? (Datos Masas atómicas relativas: C=12, H=1; O=16)

 

 

8.  Dada la reacción:  C3H8  +  O2   ð  CO2 +  H2O

a) Ajustarla. Para reaccionar con 132 g de propano (C3H8). Calcular:

b) Los gramos de oxígeno necesarios; c) El volumen de Dióxido de Carbono (CO2) que se obtiene, medido en condiciones normales de presión y temperatura; d) El número de moléculas de agua que se obtienen.

 

9. a) Realiza una interpretación de la siguiente reacción una vez ajustada?: C2H6 +  O2  ð CO2 +  H2O

A partir de 2,5 moles de etano (C2H6)

b) ¿Cuántos moles de agua se obtienen?

c) ¿Qué volumen de oxígeno es necesario en condiciones normales?

d) ¿Cuántas moléculas de CO2 se obtienen?.

 

 

10. Se queman los 12 kg de una bombona de gas butano, C4H10, en presencia de oxígeno y se produce dióxido de carbono y agua.

a) Escribe la ecuación química ajustada

b) Calcula los litros de CO2 (a 20oC y 740 mm-Hg) que se desprenden

c) la masa de oxígeno consumida cuando se queman los 12 Kg de una bombona de gas butano.