Presentación sobre la combustión 2º Ciencias Experimentales Educación Primaria Universidad de Vigo

1. Didáctica de las Ciencias Experimentales I
Reacciones químicas:
LA COMBUSTIÓN

2. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN

3. REACCIÓN QUÍMICA
Proceso mediante el cual uno o más
elementos o compuestos (reactivos)
sufren una transformación para dar
lugar a sustancias diferentes
(productos).
Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
PROCESO/CAMBIO FÍSICO
Aquel que tiene lugar sin
transformación de materia. Cuando se
conserva la sustancia original.
Estos cambios son reversibles, es decir
que se puede regresar la materia a su
estado original
Cambios a nivel molecular Sin cambios a nivel molecular

4. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
FOTOSÍNTESIS CAMBIO
La hoja toma dióxido de carbono del aire y las raíces absorben
agua del suelo
El agua se transforma en hidrógeno y oxígeno
El oxígeno se desprende de la planta y vuelve a la atmósfera
El hidrógeno se combina con el dióxido de carbono para formar
almidón

5. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
FOTOSÍNTESIS CAMBIO
La hoja toma dióxido de carbono del aire y las raíces absorben
agua del suelo
FÍSICO
El agua se transforma en hidrógeno y oxígeno QUÍMICO
El oxígeno se desprende de la planta y vuelve a la atmósfera FÍSICO
El hidrógeno se combina con el dióxido de carbono para formar
almidón
QUÍMICO

6. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
MOTOR DE UN COCHE CAMBIO
La gasolina se inyecta en el carburador
La gasolina se mezcla con aire
La mezcla se convierte en vapor,
La mezcla gasolina-aire se quema
Los gases de la combustión se expanden en el cilindro

7. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
MOTOR DE UN COCHE CAMBIO
La gasolina se inyecta en el carburador FÍSICO
La gasolina se mezcla con aire FÍSICO
La mezcla se convierte en vapor, FÍSICO
La mezcla gasolina-aire se quema QUÍMICO
Los gases de la combustión se expanden en el cilindro FÍSICO

8. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
La botella rota
sigue siendo de vidrio.
La mantequilla, al derretirse, sigue
siendo mantequilla.
El balón de fútbol en movimiento
sigue siendo un balón.
La herrumbre que se forma en la
viga es una sustancia distinta al
hierro.
La ceniza que se crea en la
hoguera es una sustancia distinta a
la madera.
En la fotosíntesis, las plantas
producen oxígeno y nutrientes a
partir de sustancias distintas.
CAMBIOS
QUÍMICOS:
CAMBIOS
FÍSICOS:

9. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN
Reacción química entre un combustible (lo que se quema)
y un comburente (oxígeno) con desprendimiento de calor.
Combustible es cualquier material capaz de liberar
energía cuando se oxida de forma violenta con
desprendimiento de calor.
Un comburente es cualquier sustancia que en ciertas
condiciones de temperatura y presión puede
combinarse con un combustible, provocando así una
combustión. Actúa oxidando al combustible y por lo
tanto siendo reducido por este último.

10. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
- Formación de una llama, que es la
masa gaseosa incandescente que
emite luz y calor.
- Mezcla de sustancias que
contengan oxígeno, comburente.
- La reacción del combustible con el
oxígeno genera productos, humos
o gases de combustión (CO2, H2O,
CO, N2, O2, Hollín, SO2, NOx)
Características

11. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
EL TRIÁNGULO DEL FUEGO
Energía de activación:
chispa/llama.
Combustible:
Comburente:
oxígeno
Sólidos:
Madera,
carbón,
goma,
papel,
plástico,...
Líquidos:
Gasolina,
Alcoholes,
Aceites,…
Gases:
Metano,
Butano,
Propano,
Hidrógeno,…

12. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
 Según se produzca.
 Espontánea
 No espontánea
 Según la cantidad de O2
 Completa
 Incompleta.
Completa
C18 H38 + 27,5 O2 18 CO2 + 19 H2O + Q
Incompleta
C18 H38 + 24 O2  11 CO2 + 7 CO + 19 H2O + Q
TIPOLOGÍA

13. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
PROCESO
1. Conversión del
combustible a su
estado gaseoso.
2. Mezlca de
combustible y
comburente
3. Reacción de
oxidación

14. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
¿APLICACIONES?

15. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
APLICACIONES
CENTRALES TÉRMICAS:
Producción de energía

16. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
APLICACIONES
MOTOR DE COMBUSTIÓN

17. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
Importancia Ambiental Contaminación
Atmosférica: SMOG
1952 El SMOG de Londres
[1] Berend, Ivan T. (2006). An Economic History of Twentieth-
Century Europe. Cambridge University Press. p. 312.
12.000 muertos
100.000 enfermos [1]

18. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
Importancia Ambiental
Contaminación
Atmosférica:
LLUVIA ÁCIDA

19. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
Ley de conservación de la masa (Lavoisier):
Antoine-Laurent de Lavoisier
(1743 - 1794)
“En toda reacción
química la suma de las
masas de los reactivos es
igual a la masa de los
productos”

20. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN DEL METANO
CH4 + O2  CO2 + H2O
DATOS:
Peso atómico del carbono: 12 g/mol
Peso atómico del oxígeno: 16 g/mol
Peso atómico del hidrógeno: 1 g/mol
REACTIVOS PRODUCTOS
NOTA: 1 mol ≈ 6,022·10
23
unidades elementales

21. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN DEL METANO
CH4 + O2  CO2 + H2O
DATOS:
Peso atómico del carbono: 12 g/mol
Peso atómico del oxígeno: 16 g/mol
Peso atómico del hidrógeno: 1 g/mol
12 + 4(1) + 2(16) 12 + 2(16) + 2(1) + 16

22. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN DEL METANO
CH4 + O2  CO2 + H2O
DATOS:
Peso atómico del carbono: 12 g/mol
Peso atómico del oxígeno: 16 g/mol
Peso atómico del hidrógeno: 1 g/mol
12 + 4(1) + 2(16) 12 + 2(16) + 2(1) + 16
48 g  62 g

23. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN DEL METANO
CH4 + O2  CO2 + H2O
DATOS:
Peso atómico del carbono: 12 g/mol
Peso atómico del oxígeno: 16 g/mol
Peso atómico del hidrógeno: 1 g/mol
1·C 1·C
4·H 2·H
2·O 2·O 1·O
1C + 4H + 2O 1C + 2H + 3O

24. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN DEL METANO
CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O
80 g = 80 g
DATOS:
Peso atómico del carbono: 12 g/mol
Peso atómico del oxígeno: 16 g/mol
Peso atómico del hidrógeno: 1 g/mol

25. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN DE LA PARAFINA
C20H42 + O2  CO2 + H2O

26. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN DE LA PARAFINA
C20H42 + O2  CO2 + H2O
DATOS:
Peso atómico del carbono: 12 g/mol
Peso atómico del oxígeno: 16 g/mol
Peso atómico del hidrógeno: 1 g/mol
Calcular si en la reacción
propuesta se cumple la ley de
conservación de la masa.

27. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
COMBUSTIÓN DE LA PARAFINA
80·O
C20H42 + O2  CO2 + H2O
2C20H42 + 61O2  40CO2 + 42H2O
40·C 40·C
84·H 84·H
122·O 42·O

28. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
EXPERIENCIA
Materiales:
Un plato
Recipientes de diferentes capacidades
Una vela
Agua
Procedimiento:
1. Pega la vela al plato
2. Añade agua
3. Enciende la vela
4. Tapa el conjunto con el vaso

29. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
SITUACIONES PROBLEMA
1.- ¿Por qué se apaga la vela?
5.- ¿Por qué sube el nivel de agua en el interior del vaso?
2.- Con que recipiente dura más la combustión?. ¿Por
qué?
Haz una tabla de datos (tres medidas con cada recipiente)
3.- Analizando los datos anteriores…
¿Son parecidos los datos obtenidos? ¿Cuál es el motivo?
4.- ¿Con qué fin utilizamos agua?

30. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN

31. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN

32. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN
ENTREGA
Próxima semana:
Propuestas de mejora y ampliación de la práctica