Reacciones de combustión

En la cocina a gas de la casa de Lucía el butano reacciona con el oxígeno del aire mientras se calienta la cena. Completá el esquema general de una combustión completa con las palabras que faltan: «En toda combustión completa, un $\dots$ reacciona con el $\dots$ del aire y se forman $\dots$ y $\dots$».

Indicá cuáles de estas ecuaciones corresponden a una combustión completa y explicá por qué:

1. a) $CH_4 + 2\ O_2 \rightarrow CO_2 + 2\ H_2O$
2. b) $2\ H_2O \rightarrow 2\ H_2 + O_2$
3. c) $C + O_2 \rightarrow CO_2$
4. d) $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

Al terminar un asado, Jorge cubre las brasas con arena y el fuego se apaga. El esquema de la combustión se puede representar así:

Explicá, usando el esquema de la combustión, qué «ingrediente» de la reacción falta al cubrir las brasas y por qué el fuego no puede continuar.

El metano ($CH_4$) es el gas natural que llega a muchas cocinas. Escribí la ecuación de su combustión completa (los productos son dióxido de carbono y agua) y ajustala.

El propano ($C_3H_8$) es el combustible de muchas estufas portátiles y casas rodantes. Escribí y ajustá la ecuación de su combustión completa.

Un compañero escribió en su cuaderno la combustión completa del etano ($C_2H_6$) así: $2\ C_2H_6 + 7\ O_2 \rightarrow 4\ CO_2 + 6\ H_2O$. Contá los átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno a cada lado de la flecha y comprobá si la ecuación está bien ajustada. Justificá tu respuesta.

El butano ($C_4H_{10}$) de las garrafas naranjas arde con oxígeno formando dióxido de carbono y agua. Escribí la ecuación y ajustala; te va a aparecer un coeficiente fraccionario en el oxígeno que vas a tener que eliminar multiplicando toda la ecuación por dos.

Las chimeneas de bioetanol queman etanol ($C_2H_6O$) produciendo dióxido de carbono y agua. Escribí y ajustá la ecuación de su combustión completa. Pista: tené en cuenta que la propia molécula de etanol ya lleva un átomo de oxígeno.

En el laboratorio, la llama del mechero Bunsen es azul cuando la entrada de aire está abierta y amarilla y luminosa cuando está cerrada, como se muestra en la figura.

Una de esas dos llamas mancha de hollín los tubos de ensayo. Decí cuál de las dos lo mancha y explicá qué tipo de combustión (completa o incompleta) tiene lugar en cada caso.

Cuando un calefón a gas funciona en una habitación mal ventilada, la combustión del butano se vuelve incompleta. Nombrá las dos sustancias que pueden formarse entonces en lugar de dióxido de carbono y explicá por qué una de ellas es especialmente peligrosa para las personas que están en la habitación.

Un calefón a gas mal ventilado quema metano ($CH_4$) con poco oxígeno y, en lugar de dióxido de carbono, se forma monóxido de carbono ($CO$), además de agua. Escribí y ajustá la ecuación de esa combustión incompleta del metano.

El hollín que se acumula en las chimeneas es carbono que no ha llegado a arder del todo.

1. a) Escribí la ecuación balanceada de la combustión completa del carbono, que forma dióxido de carbono.
2. b) Escribí la ecuación balanceada de su combustión incompleta cuando se forma monóxido de carbono.
3. c) Compará el oxígeno que consume cada una por cada $2$ átomos de carbono y explicá por qué el hollín y el $CO$ aparecen cuando el aire escasea.

Un auto a nafta emite en promedio $120\ \text{g}$ de $CO_2$ por kilómetro y otro diésel, $105\ \text{g}$ por kilómetro.

1. a) Calculá las emisiones de cada uno en un viaje de $250\ \text{km}$.
2. b) El auto a nafta hace ese viaje con $4$ pasajeros y el diésel, otro día, con el conductor solo. Calculá las emisiones por pasajero en cada caso y comentá el resultado.

Cuando corrés, tus músculos «queman» glucosa ($C_6H_{12}O_6$) con el oxígeno que respirás, y se forman dióxido de carbono y agua. Es la respiración celular, una combustión lenta dentro de tus células. Escribí y ajustá la ecuación de esa reacción.

El catalizador de un auto transforma parte de los gases tóxicos del caño de escape en otros menos dañinos antes de soltarlos al aire, como se muestra en el esquema.

Una de esas reacciones es $2\ CO + O_2 \rightarrow 2\ CO_2$.

1. a) Explicá qué le ocurre al monóxido de carbono en esta reacción y por qué mejora la calidad del aire de la ciudad.
2. b) A pesar de ello, el $CO_2$ que sale del escape sigue siendo un problema: explicá cuál.
3. c) Otra reacción del catalizador es $2\ NO \rightarrow N_2 + O_2$. Comprobá que está ajustada y razoná por qué es beneficiosa para el aire que respiramos.

Para averiguar qué productos forma la llama de una vela, se hacen pasar sus gases por un tubo con sulfato de cobre anhidro, que es blanco, y después se burbujean en agua de cal (hidróxido de calcio disuelto), como se muestra en la figura.

Se observa que el sulfato de cobre se vuelve azul y que el agua de cal se enturbia.

1. a) ¿Qué producto de la combustión pone de manifiesto cada uno de los dos cambios observados?
2. b) El enturbiamiento se debe a la reacción $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O$, que forma un precipitado blanco de carbonato de calcio. Comprobá que la ecuación está ajustada.
3. c) ¿Qué podés concluir sobre qué elementos contiene la cera de la vela? Razoná la respuesta.

El carbón de algunas centrales térmicas contiene azufre como impureza.

1. a) Escribí y ajustá la ecuación de la combustión del azufre, en la que se forma dióxido de azufre ($SO_2$).
2. b) En la atmósfera, el $SO_2$ reacciona con el agua de las nubes y forma ácido sulfuroso ($H_2SO_3$): escribí y ajustá esa reacción.
3. c) Relacioná estos hechos con el fenómeno de la lluvia ácida y explicá por qué muchas centrales instalan «desulfuradoras» en sus chimeneas.