UNIDAD 1. QUÍMICA DEL FUEGO 2025-26 .pdf

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1. Química
1er año
Unidad: 1
Química del fuego
(1er Semestre)
Docentes: Mtra. Elvira Hernández Rosas
Mtra. Ramona Camacho Melchor

2. 1. Química del fuego
OBJETIVO PARTICULAR:
Interpretar la química del fuego, mediante la
combustión de los materiales, a través de los
factores que lo controlan para realizar un
adecuado manejo de agentes extintores.

3. 1. Química del fuego
1.Química del fuego
1.1. Combustible
1.2. Comburente
1.3. Energía de activación
1.4. Combustión
1.4.1. Tipos de combustión
1.5. Resultados de la combustión
1.5.1. Humo
1.5.2. Llama
1.5.3. Calor
1.5.4. Gases
1.6 Diferencia entre calor y temperatura.
1.7. Transmisión del calor. (conducción, convección, radiación, contacto directo con la llama)
1.8. Triángulo y tetraedro del fuego.

4. 1. Química del fuego Introducción

5. CONOCIMIENTOS PREVIOS
¿Cómo es físicamente? (color, tamaño, estado físico, etc.)
¿Para qué sirve?
¿Qué efectos produce en las personas y en el entorno?
¿Por qué aparece el fuego?
1. Química del
fuego
Introducción

6. 1. Química del
fuego
Introducción

7. ¿Qué es el fuego?
El fuego es una reacción de combustión que se caracteriza por la emisión
de calor acompañada de humo, de llamas o de ambos.
1. Química del fuego 1.1. Combustible

8. Reacción de combustión
REACTIVOS
PRODUCTOS
Combustible+ Comburente CO
2+ H
2O + Energía
REACCIÓN EXOTÉRMICA
1. Química del fuego 1.1. Combustible

9. Combustible
•Chispas o
partículas
calientes
•Encendedores
•Quemadores
•Sopletes
•Sólidos
•Líquidos
•Gaseosos
•Oxígeno
•Legías (hipoclorito,
cloritos, cloratos,
compuestos
halógenos)
•Agua oxigenada
•Madera
•Papel
•Cartón
•Ciertos textiles
•Plástico
•Diésel
•Aceites y
combustóleo
Material
susceptible
que arde
Cantidades
adecuadas
de
comburente
Fuente de
ignición
Estados de
agregación
1. Química del fuego 1.1. Combustible
Es todo aquel
material
susceptible de
arder al
mezclarse en las
cantidades
adecuadas con un
comburente y ser
sometido a una
fuente de
ignición.

10. 1. Química del fuego 1.2. Comburente
Agente
oxidante
Oxida a otra
sustancia
Reacciones
electroquímicas
o de óxido-
reducción.
El compuesto
oxidante se
reduce (gana
electrones)
Compuesto
químico
O
2
COMBURENTE
UNIVERSAL
Nota:
Los combustibles que presentan
un alto número de átomos de
oxígeno en su molécula no
necesitan comburente para
arder (peróxidos orgánicos).
El comburente es
la sustancia en
cuya presencia el
combustible puede
arder.

11. El oxígeno se encuentra en el
aire en una concentración del
21% en volumen.
El fuego requiere una
atmósfera de por lo menos 16%
de oxígeno.
Existen otros, tales como el
ácido perclórico, el ozono, el
peróxido de hidrógeno, sales
de permanganato, compuestos
halógenos, etc.
O
2
COMBURENTE
UNIVERSAL
1. Química del fuego 1.2. Comburente

12. Energía de activación
Energía
mínima
necesaria
Llama o
chispa
Inicio de
una
reacción
1. Química del fuego 1.3. Energía de activación
Es la energía mínima
necesaria para dar
inicio a una reacción,
en el caso de la
combustión puede
ser una llama o
chispa.

13. 1. Química del fuego 1.3. Energía de activación

14. Causas de los incendios
•Sobrecargas o cortocircuitos
eléctricos
•Rozamientos entre partes
metálicas
•Equipos de soldadura
•Fuga de gas
•Reacciones químicas
•Chispas
•Electricidad estática
•Almacenamiento inadecuado de
materiales inflamables
•Combustibles
1. Química del fuego 1.3. Energía de activación

15. La combustión es la reacción de oxidación entre un combustible y un comburente,
iniciada por una cierta energía de activación y con desprendimiento de calor
(reacción exotérmica).
REACTIVOS
PRODUCTOS
Combustible+ Comburente CO
2+ H
2O + Energía
REACCIÓN EXOTÉRMICA
1. Química del fuego 1.4. Combustión

16. El proceso de combustión transcurre esencialmente en fase de vapor.
1. Química del fuego 1.4. Combustión

17. Los sólidos se someten
primero a un proceso de
descomposición de su
estructura molecular, a
elevada temperatura,
hasta llegar a la formación
de gases que pueden ser
oxidados.
Los líquidos primero se
vaporizan, luego se
mezclan con el
comburente y se someten
a la acción de la llama
para iniciar la reacción.
1. Química del fuego 1.4. Combustión

18. Ignición o punto de ignición
La ignición constituye el fenómeno que inicia la
combustión.
El punto de ignición es un conjunto de
condiciones físicas necesarias para que la
sustancia empiece a arder al acercar una fuente
de calor.
Punto de ignición, punto de inflamación o punto
de incendio.
1. Química del fuego 1.4. Combustión

19. 1. Química del fuego 1.4. Combustión
Ca lor de combustión
Ca lenta miento espontá neo
Ca lor por disolución
Energ ía ca lorífica de orig en eléctrico
Ca lor de compresión
Energ ía ca lorífica nuclea r
Fuentes
de calor
Calor de
combustión
Calentamiento
espontáneo
Calor por
disolución
Energía
calorífica de
origen eléctrico
Calor de
compresión
Energía
calorífica
nuclear

20. Calor de combustión
Es la cantidad de
calor emitido durante
la completa
oxidación de una
sustancia.
1. Química del fuego 1.4. Combustión

21. Calentamiento espontáneo
Es el calentamiento
de una sustancia
orgánica sin la
adición de calor
exterior.
1. Química del fuego 1.4. Combustión

22. Calor de disolución
El calor por
disolución es el que
se desprende al
disolverse una
sustancia en un
líquido. Los
productos químicos
que reaccionan con
agua (sodio,
magnesio).
1. Química del fuego 1.4. Combustión

23. Energía calorífica de origen eléctrico
La energía produce
calor cuando fluye
por un conductor o
salta una chispa
debido a una
discontinuidad de la
conducción.
1. Química del fuego 1.4. Combustión

24. Calor de compresión
Es el que se
desprende de la
compresión de un
gas. Se da cuando la
temperatura de un
gas aumenta al ser
comprimido.
1. Química del fuego 1.4. Combustión

25. Energía calorífica nuclear
Es la que despide el
núcleo de un átomo.
La energía nuclear
se desprende en
forma de calor,
presión y radiación.
1. Química del fuego 1.4. Combustión

26. Tipos de combustión
Combustión
completa
Combustión
incompleta
1. Química del fuego 1.4. Combustión 1.4.1. Tipos de Combustión
De acuerdo a la cantidad de Oxígeno se pueden clasificar en:

27. •Libera, como producto de la reacción, dióxido de
carbono (CO
2) y agua en estado de vapor (H
2O); no
importa cuál sea el combustible a quemar.
•Estassustanciasnosontóxicas,peroeldióxidode
carbonoeselmayorresponsabledelcalentamiento
global.
•Lacombustióncompletapresentallamaazulpálido.
•Liberalamayorcantidaddecalor.
Combustión
completa
•Además de producirse CO, CO
2, H
2O y de quedar
combustible sin reaccionar,se pueden producir otras
sustancias derivadas.
•Elhollínsonpartículassólidasdepequeñotamaño,
formadasprincipalmenteporcarbonoimpuro,quese
producencomoconsecuenciadelacombustión
incompletadelamadera,carbónyotros
combustibleshidrocarburados.
Combustión
incompleta
1. Química del fuego 1.4. Combustión 1.4.1. Tipos de Combustión

28. Productos de la combustión
1. Química del fuego 1.4. Combustión 1.4.1. Tipos de Combustión

29. 1. Química del fuego 1.4. Combustión 1.4.1. Tipos de Combustión
+ energía

30. 1. Química del fuego 1.4. Combustión 1.4.1. Tipos de Combustión
Combustión
rápida
Combustión
lenta
Cuando entra aire nuevo al lugar se
produce un aumento de
comburente, se activa el incendio
Fuegos muy peligrosos
Se producen en lugares poco ventilados
con escasez de comburente o sobre
combustibles muy densos
No producen emisiones de
luz, por tanto emiten poco
calor
Las atmósferas de polvo
combustible en suspensión
son potencialmente
explosivas
Se producen las
EXPLOSIONES
Son rápidas o
instantáneas
Fuerte emisión de luz y
calor con llamas
De acuerdo a su velocidad de propagación, se pueden clasificar en:

31. 1. Química del fuego 1.4. Combustión 1.4.1. Tipos de Combustión
Combustión
supersónica
Existencia de
onda
expansiva
Zona de
reacción
detrás de ella.
Detonación
Combustión
súbita con
llama
Baja velocidad
de
propagación
Sin explosión.
Deflagración
Las explosiones se clasificar en:

32. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión
Humo
LlamaCalor
Gases
Combustión:

33. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.1. Humo
Material
incendiado
Color del humo
Aceite de cocinar Marrón
Gasolina, plásticos,
neumáticos
Negro
Madera, papel o telasGris
Azufre Amarillo
Pasto Blanco
✓Efectos irritantes sobre las mucosas.
✓Evita el paso de la luz, complicando las
tareas de extinción y salvamento.
Humo:
Son partículas sólidas y líquidas.
Dependiendo de la composición
química del combustible en la
combustión esta generará
humos de colores.

34. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.1. Humo

35. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.1. Humo

36. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.2. Llama
✓Arderán siempre con llama
los combustibles líquidos y
gaseosos.
Llama: La llama es un gas
incandescente
✓Los combustibles sólidos
arderán con llama cuando se
produzcan, por
descomposición, suficientes
compuestos volátiles.

37. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor
Calor: “Es la transferencia de
energía térmica que se da
entre diferentes cuerpos que
se encuentran a diferentes
temperatura hasta llegar al
equilibro térmico”.

38. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor

39. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor
Combustible+ O
2 CO
2+ H
2O

FÓRMULA: ΔH = (6 (n) + 2) * 26.06 Kcal/mol
FÓRMULA PARA BALANCEO:
2C
nH
2n+2+(3n+1)O2 2nCO2+(2n+2)H2O+calor
Escribe y ajusta las siguientes reacciones y determine el calor de
combustión:
a) combustión del metano(CH
4);
b) combustión del butano(C
4H
10);
Calor de combustión en hidrocarburos alcanos

40. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor
Cálculo del Calor de Reacción por Entalpías de Formación
Definición de Entalpía de Formación
Primero debemos definirla reacción química de Formación:ésta es la reacción
que produce un mol de la sustancia a partir de sus elementos en su forma más
estable. Por ejemplo, la reacción de formación del propano, C
3
H
8(g)
se denota de la
manera siguiente:
3 C
(grafito)
+ 4H
2(g)
→C
3
H
8(g)
Laentalpía de formaciónserá el calor que se produce o que se necesita para
formar un mol de un compuesto a partir de sus elementos en su forma m ás estable.
La entalpía estándar de formación, se denota de la manera siguiente:

∆H
f

Nos indicael calor de formación de los compuestos para condiciones
estándares.

41. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor
La entalpía de formación es el cambio que sufre la entalpía en la formación
de un mol de un compuesto o sustancia en condiciones estándar. Se
entiende por condición estándar de presión cuando la reacción de
formación se lleva a cabo a presión atmosférica de una atmósfera y a
temperatura ambiente de 25 grados Celsius o 298,15 Kelvin.
Las entalpias de formación se han determinado experimentalmente y
aparecen en tablas termodinámicas.
A partir de las entalpías de formación de los distintos compuestos que
intervienen en una reacción química es posible calcular la entalpía o
variación de entalpía de dicha reacción. Consideremos la reacción global de
un reactivo A con un reactivo B, para dar un producto C y un producto D.

42. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor
La variación de entalpía de esta reacción, por ser una función de estado,
será la entalpía del estado final menos la entalpía del estado inicial, es
decir, la entalpía de formación de los productos menos la entalpía de
formación de los reactivos. Como las entalpías de formación se
estandarizan para un mol de compuesto formado, debemos multiplicar
dichas entalpías de formación por los coeficientes estequiométricos
correspondientes de cada compuesto:

43. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor
Y como:

44. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor
Y de forma general se puede expresar, del siguiente modo:

45. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.3. Calor
Que es la fórmula que emplearemos, en general, para el cálculo de la
energía de una reacción química a partir de los valores de entalpía de
formación de los reactivos y de los productos.
Ejemplo:
Escriba la reacción de combustión del Eteno y calcule su entalpía
sabiendo que las entalpías de formación en KJ/ mol son: CO2 (g) = -393.5
; H2O(g) = -241.8 CH2 = CH2 (g) = 52.5 KJ/mol.
C
2H
4(g) + 3 O
2(g) 2CO
2 (g) + 2H
2O(g)
∆H comb = ∑ n ∆ H°
f prod - ∑ n ∆ H°
f react
= [ 2(-393.5) + 2(-241.8) ] - (+52.5)
= -787 - 483.6 – 52.5
= - 1323.1 KJ/mol

46. 1. Química del fuego 1.5. Resultados de la combustión 1.5.4. Gases
Monóxido de
carbono (CO)
Dióxido de
carbono (CO2)
Cianuro de
hidrógeno (HCN)
Ácido Clorhídrico
(HCl)
Los gases son el producto
resultante de la combustión.
Pueden ser tóxicos,
constituyendo uno de los
factores más peligrosos de un
incendio.
Gas tóxico, incoloro, inodoro e insípido, que se produce en
combustiones incompletas. Reacciona con la hemoglobina impidiendo
el transporte de oxígeno a través de la sangre. Su inhalación puede
ser mortal.
Gas no tóxico, incoloro e inodoro, que
se produce en combustiones completas
Se utiliza en muchos sistemas de
protección para extinguir incendios.
Gas tóxico, incoloro se produce como resultado
de la combustión de materiales que contienen
nitrógeno como la lana y las fibras sintéticas.
Gas tóxico con olor picante y soluble en
agua. Se desprende cuando se calientan
algunos materiales plásticos como el
PVC.

47. 1. Química del fuego 1.6. Diferencia entre calor y temperatura
✓Calor: Es el flujo de energía entre dos cuerpos con diferente
temperatura. Transferencia vinculada al movimiento de las partículas,
moléculas o átomos.
✓Temperatura: Es una magnitud escalar que se define como la cantidad
de energía cinética de las partículas de una masa gaseosa, líquida o
sólida.

48. 1. Química del fuego 1.7. Transferencia del calor

49. 1. Química del fuego 1.7. Transferencia del calor
Transferencia
de calor
Conducción
Convección
Radiación
Contacto
directo
Intercambio de calor que se produce de
un punto a otro por contacto directo a
través de un medio conductor.
Lo que se llama convección en
sí, es el transporte de calor por
medio del movimiento del fluido.
Es el proceso de transmisión de
calor de un cuerpo a otro a
través de un espacio.
Cuando estos materiales, debido al
calor recibido comienzan a desprender
vapores con temperatura igual a su
punto de inflamación.

50. 1. Química del fuego 1.8. Triángulo y tetraedro del fuego
TRIÁNGULO DEL FUEGO
➢La interacción del
combustible, el oxígeno
y el calor, era conocida
anteriormente como el
Triángulo de Fuego.

51. Los cuatro elementos
necesarios para que
tenga continuidad y
propagación de un
fuego forman el
tetraedro del fuego.
1. Química del fuego 1.8. Triángulo y tetraedro del fuego

52. Cuando estos factores se combinan en la proporción adecuada, el fuego se desencadena.
Por otra parte, es igualmente posible prevenir o atacar un fuego eliminando uno de ellos:
1. Química del fuego 1.8. Triángulo y tetraedro del fuego

53. Sin el calor
suficiente, el
fuego no puede
ni comenzar ni
propagarse.
Puede eliminarse
introduciendo un
compuesto que tome
una parte del calor
disponible para la
reacción.
Habitualmente se
emplea agua, que
toma la energía para
pasar a estado
gaseoso.
También son
efectivos polvos o
gases con la
misma función.
1. Química del fuego 1.8. Triángulo y tetraedro del fuego

54. Sin el combustible el fuego se detiene
Puede eliminarse naturalmente,
consumido por las llamas, o
artificialmente, mediante
procesos químicos y físicos que
impiden al fuego acceder al
combustible.
1. Química del fuego 1.8. Triángulo y tetraedro del fuego

55. La insuficiencia de oxígeno impide al fuego
comenzar y propagarse.
1. Química del fuego 1.8. Triángulo y tetraedro del fuego

56. Eliminando la Reacción
Química en Cadena
(Inhibición)
1. Química del fuego 1.8. Triángulo y tetraedro del fuego

57. 1. Química del fuego