BracamontesCarrilloNicoleJaquelin Combustión 564.docx

PRÁCTICA DE COMBUSTIÓN COMPLETA E INCOMPLETA
Integrantes del equipo:
● Bracamontes Carrillo Nicole Jaquelin
● Bravo Ortiz Ana Elizabeth
● Chávez Peña Jimena
● Herrera Bernal Leonardo Julio
● Juárez Palomares Dana Paola
● Montaño García Aide Valentina
Resumen:
En esta práctica nos tomamos el tiempo de pesar y tomar las medidas de una
vela, para después encenderla por 350 minutos; antes de encender la vela
tomamos medidas, luego encendimos la vela y en el transcurso del tiempo
tomamos algunas fotos y al terminar el tiempo volvimos a tomar medidas, esto con
el objetivo de calcular la cantidad de los elementos que cambiaron en el proceso
de combustión de la vela, y a su vez encontrar el tipo de combustión que se creó
en este experimento, utilizando un objeto de uso cotidiano, como lo es una vela.
Marco teórico:
Generalmente, la combustión es entendida como sinónimo de arder o de
consumir, pero la química lo puede definir como una reacción química de
oxidación altamente exotérmica, lo que quiere decir que es una reacción química
que desprende energía en forma de calor, que puede estar acompañada de luz,
por ejemplo el fuego.
Como en toda reacción química, existen sustancias que reaccionan entre sí, en
este caso son el combustible y el comburente; el combustible es la sustancia
2
oxidable, es decir la que ¨arde¨. Por otra parte tenemos el comburente, la cual, es
la sustancia que provoca o favorece la combustión.
Un elemento más que veremos en una reacción de combustión es la energía
aplicada, la cual es la que generará la reacción de combustión.
Existen algunos tipos de combustión, entre las cuales podemos encontrar 3 tipos.
1. Combustión completa: Se produce la oxidación de todo el combustible.
Para esto es necesario que intervengan las cantidades necesarias de
comburente y de aire seco. Generalmente da como producto CO2 y el color
de una llama de este tipo es azul.
2. Combustión exacta o estequiométrica: Se produce con la combustión
completa pero realizada también con la cantidad exacta de oxígeno para
oxidar
totalmente
el
combustible.
Como
la
reacción
consume
completamente el combustible y el oxígeno, los gases que se producen no
contienen ya estas sustancias.
3. Combustión incompleta: Tiene lugar una combustión incompleta cuando
no se oxidan todos los componentes del combustible. Normalmente esto
suele producirse por falta de comburente. Generalmente da como producto
CO (con una flama color Amarillo) o en su defecto C (con una flama que
produce un hilo de humo oscuro).
En esta práctica nos concentramos en dos de estas reacciones, la completa y la
incompleta.
En la combustión neutra se dice que los únicos productos de la combustión son
CO2 , H2O y N2. Sin embargo, puede haber ligeras producciones de CO, H2 y NO
así como una pequeña cantidad de O2, esto quiere decir que la combustión neutra
es un modelo muy aproximado de la combustión real.
3
Objetivo:
El propósito de esta práctica es conocer el tipo de combustión que podemos
encontrar al encender una vela, el cual es un objeto de uso cotidiano; así como
descubrir la cantidad de los elementos que variaron en la combustión.
Desarrollo de la práctica con abundante evidencia fotográfica:
1. Para esta práctica, hicimos equipos de 6 integrantes.
2. Conseguimos dos velas de uso cotidiano, las pesamos, sumamos su peso y
lo anotamos. (79.1 g)
3. Colocamos primero una de las velas y la encendimos, al mismo tiempo
comenzó a correr el cronómetro con el tiempo acordado.
4. En el proceso de combustión se fueron tomando fotos del proceso
5. Al terminar la primera vela, inmediatamente se encendió la segunda vela
hasta terminar el tiempo acordado.
6. Mientras la vela se consumía seguimos tomando fotografías del proceso.
7. Una vez acabado el tiempo, la segunda vela se apagó.
8. Finalmente volvimos a pesar ambas velas y sumamos su peso.
4
Resultados:
Determine la masa consumida por la diferencia entre la masa inicial – masa final.
La masa en gramos que se consumió es: ___ 30.6 g ___, con ella determina lo
que se te solicita:
La composición completa genérica de una vela está representada por la siguiente
ecuación química:
Da respuesta a las siguientes preguntas:
5
(a) ¿Cuáles son los coeficientes que permiten balancear la ecuación química
de la combustión completa de la vela?
C₄₆H₉₂O₂ (s) + O₂ (g) → H₂O(v) + CO₂ (g) + Energía
C₄₆H₉₂O₂ (s) + 68O₂ (g) → 46 H₂O(v) + 46 CO₂ (g) + Energía
C 46 C
H 92 H
O 138 O
3
(b) ¿Cuántos 𝑚 del comburente están presentes en la combustión completa?
3
(30.6𝑚
(
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
68 𝑚𝑜𝑙 𝑂₂ (𝑔)
)(
(
(s))
32𝑔 𝑂₂ (𝑔)
1 𝑚𝑜𝑙 𝑂₂ (𝑔)
)(
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(32)(1)(1)
(1)(1)(676)(68)(1)(1000)(1.429)
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝑂₂ (𝑔)
1000𝑔 𝑂₂ (𝑔)
)(
)(
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝑂₂ (𝑔)
1.429 𝑘𝑔 𝑂₂ (𝑔)
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑔)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂(𝑔)
)
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
)
)=
3
949.824
= 65,688,272 = 1.445𝑚 O₂
3
(c) ¿Cuántos 𝑚 de C𝑂2 se produjeron?
(30.6
(
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
46 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂₂(𝑔)
)(
(
(s))
48𝑔 𝐶𝑂₂(𝑔)
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂₂(𝑔)
)(
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(48)(1)(1)
(1)(1)(676)(46)(1)(1000)(1.976)
3
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶𝑂₂(𝑔)
1000𝑔 𝐶𝑂₂(𝑔)
)(
)(
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶𝑂₂(𝑔)
1.976 𝑘𝑔 𝐶𝑂₂(𝑔)
1,424.736
3
= 61,445,696 = 2.318𝑚 C𝑂2
(d) ¿Cuántos 𝑚 de H2O (v) se produjeron?
)=
6
3
(30.6𝑚
(
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
46 𝑚𝑜𝑙 𝐻₂𝑂 (𝑣)
)(
(
(s))
18𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
1 𝑚𝑜𝑙 𝐻₂𝑂(𝑣)
)(
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(18)(1)(1)
(1)(1)(676)(46)(1)(1000)(0.6)
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
1000𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
=
534.276
18,657,600
)(
)(
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐻₂𝑂(𝑣)
0.6 𝑘𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
)
)=
3
= 0.00002863𝑚 H2O
La composición incompleta genérica de una vela está representada por la
siguiente ecuación química:
Da respuesta a las siguientes preguntas:
(a) ¿Cuáles son los coeficientes que permiten balancear la ecuación química
de la combustión incompleta de la vela?
C₄₆H₉₂O₂ (s) + O₂ (g) → H₂O(v) + CO (g) + Energía
C₄₆H₉₂O₂ (s) + 45O₂ (g) → 46 H₂O(v) + 46 CO (g) + Energía
C 46 C
H 92 H
O 92 O
(b) ¿Cuántos
3
𝑚
del comburente están presentes en la combustión
incompleta?
3
(30.6𝑚
(
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
45 𝑚𝑜𝑙 𝑂₂ (𝑔)
)(
(
(s))
32𝑔 𝑂₂ (𝑔)
1 𝑚𝑜𝑙 𝑂₂ (𝑔)
)(
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(32)(1)(1)
(1)(1)(676)(45)(1)(1000)(1.429)
3
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝑂₂ (𝑔)
1000𝑔 𝑂₂ (𝑔)
)(
3
)(
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑚 𝑂₂ (𝑔)
1.429 𝑘𝑔 𝑂₂ (𝑔)
949.824
)=
3
= 43,470,180 = 0.0000218𝑚 O₂
(c) ¿Cuántos 𝑚 de CO se produjeron?
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑔)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂(𝑔)
)
7
3
(30.6𝑚
(
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
46 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂(𝑔)
)(
(
(s))
28𝑔 𝐶𝑂(𝑔)
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂(𝑔)
)(
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(28)(1)(1)
(1)(1)(676)(46)(1)(1000)(1.976)
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶𝑂(𝑔)
1000𝑔 𝐶𝑂(𝑔)
)(
)(
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶𝑂(𝑔)
1.976 𝑘𝑔 𝐶𝑂(𝑔)
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
)
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
)
)=
3
831.096
= 61,445,696 = 0.00001352𝑚 CO
3
(d) ¿Cuántos 𝑚 de H2O (v) se produjeron?
3
(30.6𝑚
(
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
46 𝑚𝑜𝑙 𝐻₂𝑂(𝑣)
)(
(
(s))
18𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
1 𝑚𝑜𝑙 𝐻₂𝑂(𝑣)
)(
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(18)(1)(1)
(1)(1)(676)(46)(1)(1000)(0.6)
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
1000𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
)(
3
)(
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑚 𝐻₂𝑂(𝑣)
0.6 𝑘𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
)=
3
534.276
= 18,657,600 = 0.00002863𝑚 H2O
La composición incompleta genérica de una vela está representada por la
siguiente ecuación química:
Da respuesta a las siguientes preguntas:
(a) ¿Cuáles son los coeficientes que permiten balancear la ecuación química
de la combustión incompleta de la vela?
C₄₆H₉₂O₂ (s) + O₂ (g) → H₂O(v) + C (g) + Energía
C₄₆H₉₂O₂ (s) + 22O₂ (g) → 46 H₂O(v) + 46 C (g) + Energía
C 92 C
H 184 H
O 46 O
8
(b) ¿Cuántos
3
𝑚
del comburente están presentes en la combustión
incompleta?
3
(30.6𝑚
(
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
22 𝑚𝑜𝑙 𝑂₂ (𝑔)
)(
(
(s))
32𝑔 𝑂₂ (𝑔)
1 𝑚𝑜𝑙 𝑂₂ (𝑔)
)(
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(32)(1)(1)
(1)(1)(676)(22)(1)(1000)(1.429)
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝑂₂ (𝑔)
1000𝑔 𝑂₂ (𝑔)
)(
)(
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝑂₂ (𝑔)
1.429 𝑘𝑔 𝑂₂ (𝑔)
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑔)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂(𝑔)
)
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
)
)=
3
949.824
= 21,252,088 = 0.00004469𝑚 O₂
(c) ¿Cuántos kilos de C se produjeron?
3
(30.6𝑚
(
=
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
46 𝑚𝑜𝑙 𝐶 (𝑔)
356.184
61,445,696
)(
(
(s))
12𝑔 𝐶 (𝑔)
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶 (𝑔)
)(
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶 (𝑔)
1000𝑔 𝐶 (𝑔)
)(
3
)(
1 𝑚 𝐶 (𝑔)
1.976 𝑘𝑔 𝐶 (𝑔)
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
)=
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(12)(1)(1)
(1)(1)(676)(46)(1)(1000)(1.976)
3
= 0.00005796𝑚 C
3
(d) ¿Cuántos 𝑚 de H2O (v) se produjeron?
3
(30.6𝑚
(
C₄₆H₉₂O₂
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
46 𝑚𝑜𝑙 𝐻₂𝑂(𝑣)
)(
(
(s))
18𝑔 𝐻₂𝑂 (𝑣)
1 𝑚𝑜𝑙 𝐻₂𝑂(𝑣)
)(
(30.6)(0.00097)(1000)(1)(1)(18)(1)(1)
(1)(1)(676)(46)(1)(1000)(0.6)
0.00097 𝐾𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
3
1 𝑚 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
1000𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
=
534.276
18,657,600
)(
3
)(
1000𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑘𝑔 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
1 𝑚 𝐻₂𝑂(𝑣)
0.6 𝑘𝑔 𝐻₂𝑂(𝑣)
)(
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
676 𝐶₄₆𝐻₉₂𝑂₂ (𝑠)
)
)=
3
= 0.00002863𝑚 H2O
Análisis de resultados:
La vela fué encendida por un total de 350 minutos, aproximadamente 5:50 hrs.
Tras observar el transcurso de la vela encendida, podemos observar que la llama
de esta vela es de color naranja con amarillo.
9
Calculamos las sustancias consumidas en el transcurso de combustión (en cada
uno de los tipos de combustión) a partir de los 30.6 g consumidos de vela
(C₄₆H₉₂O₂).
Resultados de la combustión completa:
3
O₂= 1.445𝑚 O₂
3
CO₂= 2.318𝑚 C𝑂2
3
H₂O= 0.00002863𝑚 H2O
Resultados de las combustiones incompleta:
1.
3
O₂= 0.0000218𝑚 O₂
3
CO= 0.00001352𝑚 CO
3
H₂O= 0.00002863𝑚 H2O
2.
3
O₂= 0.00004469𝑚 O₂
3
C= 0.00005796𝑚 C
3
H₂O= 0.00002863𝑚 H2O
Al revisar los resultados, nos percatamos de que en realidad el agua no cambió en
ninguna de las reacciones, pero en las demás si hubo un margen de variación.
Conclusiones:
Debido a que la flama de nuestra vela era de color amarilla, podemos deducir que
la combustión que presenciamos fué incompleta, dando como producto CO, por lo
tanto, las medidas verdaderas que se consumieron son:
3
O₂= 0.0000218𝑚 O₂
3
CO= 0.00001352𝑚 CO
10
3
H₂O= 0.00002863𝑚 H2O
Gracias a esta práctica podemos deducir que es muy fácil encontrar distintos tipos
de combustión en la vida cotidiana, sin embargo no ponemos tanta atención y no
nos tomamos el tiempo de descubrir lo que está pasando en una flama tan
pequeña.
Referencias:
1. Galagovsky, L. R., Di Giacomo, M. A., & Alí, S. (2015). Estequiometría y ley
de conservación de la masa: lo que puede ocultar la simplificación del
discurso experto. Ciência & Educação (Bauru), (p. 6). Rescatado el 26 de
febrero
del
2023,
del
sitio
web:
https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=443543727006
2. Curiosoando. (2016). ¿Qué diferencia combustión completa e incompleta?.
Curiosoando. Recuperado el 26 de febrero del 2023, del sitio web:
https://curiosoando.com/combustion-completa-e-incompleta
3. Naturgy. (2017). ¿Qué es la reacción de combustión?. Naturgy. Recuperado
el
26
de
febrero
del
2023,
del
sitio
web:
https://www.naturgy.es/blog/negocios_y_autonomos/combustion_lo_que_tie
nes_que_saber#:~:text=Como%20la%20reacci%C3%B3n%20consume%20
completamente,producirse%20por%20falta%20de%20comburente.
4. Hidalgo,
Angélica.
(2017).
Obtención
de
triacontanol
mediante
saponificación a partir de la extracción de cera de panales de abejas. (p.5).
Universidad Central del Ecuador. Recuperado el 27 de febrero del 2023, del
sitio
web:
http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/12064/1/T-UCE-0017-00452017.pdf