¿Son exotérmicas las reacciones de combustión?

La combustión es una reacción de oxidación que produce calor, por lo que siempre es exotérmica. Todas las reacciones químicas primero rompen enlaces y luego crean nuevos para formar nuevos materiales. Romper enlaces requiere energía, mientras que hacer nuevos enlaces libera energía. Si la energía liberada por los nuevos enlaces es mayor que la energía necesaria para romper los enlaces originales, la reacción es exotérmica.

Las reacciones de combustión comunes rompen los enlaces de las moléculas de hidrocarburos, y los enlaces de agua y dióxido de carbono resultantes siempre liberan más energía de la que se utilizó para romper los enlaces de hidrocarburos originales. Es por eso que la combustión de materiales compuestos principalmente de hidrocarburos produce energía y es exotérmica.

TL; DR (demasiado largo; No leí)

La combustión es una reacción de oxidación exotérmica, con materiales como los hidrocarburos que reaccionan con el oxígeno para formar productos de combustión como el agua y el dióxido de carbono. Los enlaces químicos de los hidrocarburos se rompen y son reemplazados por enlaces de agua y dióxido de carbono. La creación de este último libera más energía de la necesaria para romper el primero, por lo que la energía se produce en general. En muchos casos, se requiere una pequeña cantidad de energía, como calor, para romper parte del hidrocarburo. enlaces, permitiendo que se formen nuevos enlaces, que se libere energía y que la reacción se convierta en autosuficiente.

En términos generales, la oxidación es la parte de una reacción química en la que los átomos o moléculas de una sustancia pierden electrones. Normalmente va acompañado de un proceso llamado reducción. La reducción es la segunda parte de la reacción química en la que una sustancia gana electrones. En una reacción de oxidación-reducción o redox, los electrones se intercambian entre dos sustancias.

La oxidación se utilizó originalmente para reacciones químicas en las que el oxígeno se combinaba con otros materiales y los oxidaba. Cuando el hierro se oxida, pierde electrones en oxígeno para formar óxido u óxido de hierro. Dos átomos de hierro pierden tres electrones cada uno y forman iones férricos con carga positiva. Tres átomos de oxígeno ganan dos electrones cada uno y forman iones de oxígeno con carga negativa. Los iones cargados positiva y negativamente se atraen entre sí y forman enlaces iónicos, creando óxido de hierro, Fe₂O₃.

Las reacciones que no involucran oxígeno también se denominan reacciones de oxidación o redox siempre que el mecanismo de transferencia de electrones esté presente. Por ejemplo, cuando el carbono y el hidrógeno se combinan para formar metano, CH₄, cada uno de los átomos de hidrógeno pierde un electrón frente al átomo de carbono, que gana cuatro electrones. El hidrógeno se oxida mientras que el carbono se reduce.

La combustión es un caso especial de una reacción química de oxidación en la que se produce suficiente calor para hacer que la reacción sea autosostenible, en otras palabras, como un incendio. Los incendios en general tienen que iniciarse, pero se queman solos hasta que se agotan el combustible.

En un incendio, los materiales que contienen hidrocarburos, como la madera, el propano o la gasolina, se queman para producir dióxido de carbono y vapor de agua. Los enlaces de hidrocarburos primero deben romperse para que los átomos de hidrógeno y carbono se combinen con el oxígeno. Encender un fuego significa proporcionar la energía inicial, en forma de llama o chispa, para romper algunos de los enlaces de hidrocarburos.

Una vez que la energía inicial da como resultado enlaces rotos e hidrógeno y carbono libres, los átomos reaccionan con el oxígeno en el aire para formar dióxido de carbono, CO₂y vapor de agua, H₂O. La energía liberada por la formación de estos nuevos enlaces calienta los hidrocarburos restantes y rompe más enlaces. En este punto, el fuego seguirá ardiendo. La reacción de combustión resultante es altamente exotérmica, y la cantidad exacta de calor emitida depende del combustible y la energía que se necesita para romper sus enlaces.