Reacciones químicas: La combustión. Ciencias Experimentales

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 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 ( CO 2 , H 2 O , CO , N 2 , O 2 , Hollín , SO 2 , NO x ) 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 O 2 Completa Incompleta. Completa C 18 H 38 + 27,5 O 2  18 CO 2 + 19 H 2 O + Q Incompleta C 18 H 38 + 24 O 2  11 CO 2 + 7 CO + 19 H 2 O + 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 I mportancia A mbiental 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 I mportancia A mbiental 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 CH 4 + O 2  CO 2 + H 2 O 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 CH 4 + O 2  CO 2 + H 2 O 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 CH 4 + O 2  CO 2 + H 2 O 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 CH 4 + O 2  CO 2 + H 2 O 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 + 2 H + 3 O

24. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN DEL METANO CH 4 + 2O 2  CO 2 + 2H 2 O 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 C 20 H 42 + O 2  CO 2 + H 2 O

26. Didáctica de las Ciencias Experimentales I : COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN DE LA PARAFINA C 20 H 42 + O 2  CO 2 + H 2 O 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 C 20 H 42 + O 2  CO 2 + H 2 O 2C 20 H 42 + 61O 2  40CO 2 + 42H 2 O 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