Calculador de Reacció de Combustió - Balanç d'Equacions Químiques Gratuït

Què és una calculadora de reaccions de combustió?

Una calculadora de reaccions de combustió equilibra l’equació química de la combustió d’un compost en oxigen. Introduïu una fórmula química, com ara CH4 per al metà, i l’eina calcula l’equació equilibrada, mostrant cada reactiu i producte amb el coeficient correcte.

La combustió és una reacció química entre un combustible i l’oxigen que desprèn calor i llum. Els químics anomenen exotèrmica aquest tipus de reacció que allibera energia. Quan un combustible format per carboni i hidrogen crema completament, forma diòxid de carboni i aigua.

Com es calcula una reacció de combustió

1. Trieu un compost de la llista de combustibles habituals, o canvieu a la pestanya personalitzada i escriviu una fórmula química, com ara C3H8 per al propà.
2. La calculadora llegeix la fórmula i compta cada element: carboni, hidrogen, oxigen i, en alguns combustibles, nitrogen, sofre o un halogen (fluor, clor, brom o iode).
3. Calcula quant oxigen necessita la reacció i quina quantitat es forma de cada producte.
4. A la pantalla apareixen l’equació equilibrada, la llista de reactius i productes i una explicació breu.

La fórmula ha de començar amb una lletra majúscula, com ara C o H, i només pot utilitzar els elements anteriors. També ha de contenir almenys un àtom de carboni i almenys un àtom d’hidrogen. Una fórmula amb un element que la calculadora no reconeix, com ara el calci, dona un error en lloc d’una resposta incorrecta.

La fórmula de la reacció de combustió

Per a un hidrocarbur, un compost format únicament per carboni i hidrogen, la fórmula general és:

CxHy + (x + y/4) O2 → x CO2 + (y/2) H2O

Aquí, x és el nombre d’àtoms de carboni i y és el nombre d’àtoms d’hidrogen d’una molècula de combustible. Els nombres que apareixen davant de cada fórmula s’anomenen coeficients. Indiquen quantes molècules de cada substància reaccionen o es formen, i han de fer que el nombre d’àtoms sigui igual als dos costats de l’equació.

Si el combustible ja conté oxigen, com ara un alcohol o un sucre, resteu la meitat del nombre d’àtoms d’oxigen (z) de la quantitat d’O2 necessària:

CxHyOz + (x + y/4 − z/2) O2 → x CO2 + (y/2) H2O

Alguns combustibles contenen altres elements. Si el compost conté sofre, la calculadora afegeix diòxid de sofre (SO2) als productes. Si conté nitrogen, hi afegeix nitrogen gasós (N2). Si conté un halogen, hi afegeix un halur d’hidrogen, com ara HCl. L’hidrogen es combina primer amb l’halogen més reactiu, en l’ordre F, Cl, Br, I. Si no hi ha prou hidrogen per combinar-se amb tots els àtoms d’halogen, la resta de l’halogen surt en forma de gas diatòmic, com ara Cl2.

Exemple: equilibri de la combustió del propà

El propà, C3H8, és un combustible habitual per a la calefacció i la cuina. Per equilibrar-ne la combustió:

1. Comenceu amb l’esquema sense equilibrar: C3H8 + O2 → CO2 + H2O.
2. Equilibreu primer el carboni. El propà té 3 àtoms de carboni, de manera que es formen 3 CO2.
3. Equilibreu després l’hidrogen. El propà té 8 àtoms d’hidrogen, i cada molècula d’aigua en conté 2, de manera que es formen 4 H2O.
4. Compteu ara els àtoms d’oxigen del costat dels productes: 3 CO2 aporten 6 àtoms d’oxigen, i 4 H2O n’aporten 4, per a un total de 10. Com que cada molècula d’O2 conté 2 àtoms d’oxigen, calen 5 O2.

L’equació equilibrada és:

C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O

Això coincideix amb la fórmula general anterior: x = 3 i y = 8, de manera que x + y/4 = 3 + 2 = 5.

Equacions de combustió habituals

El butà mostra per què de vegades cal duplicar tot el compost. Equilibrar només C4H10 requeriria 6,5 O2, una fracció, de manera que es dupliquen tots els coeficients de l’equació perquè siguin nombres enters.

Combustió completa i incompleta

La combustió completa es produeix quan hi ha prou oxigen per convertir tot el carboni en diòxid de carboni i tot l’hidrogen en aigua, com en les equacions anteriors. La combustió incompleta es produeix quan l’oxigen és limitat. Forma monòxid de carboni (CO) o sutge (carboni sòlid) en lloc de diòxid de carboni, o a més d’aquest. La combustió incompleta allibera menys energia i pot produir monòxid de carboni gasós, que és tòxic.

Preguntes més freqüents

Quina és la fórmula de la combustió completa d’un hidrocarbur? CxHy + (x + y/4) O2 → x CO2 + (y/2) H2O, on x és el nombre d’àtoms de carboni i y és el nombre d’àtoms d’hidrogen del combustible.

Per què cal equilibrar una equació química? La llei de conservació de la massa estableix que els àtoms no es creen ni es destrueixen en una reacció química. Una equació equilibrada té el mateix nombre de cada tipus d’àtom als dos costats, de manera que compleix aquesta llei.

Quins productes es formen quan crema un compost amb sofre o nitrogen? El sofre es converteix en diòxid de sofre (SO2) i el nitrogen, en nitrogen gasós (N2), a més del diòxid de carboni i l’aigua habituals.

Quant oxigen necessita el propà per cremar completament? Una molècula de propà (C3H8) necessita 5 molècules d’oxigen (O2) per cremar completament i produeix 3 CO2 i 4 H2O.

Quina diferència hi ha entre la combustió completa i la incompleta? La combustió completa necessita prou oxigen i només produeix diòxid de carboni i aigua. La combustió incompleta es produeix quan hi ha massa poc oxigen i també produeix monòxid de carboni o sutge.

La calculadora pot equilibrar fórmules amb alcohols i sucres? Sí. Una fórmula és vàlida si està formada per carboni, hidrogen, oxigen, nitrogen, sofre o un halogen i conté almenys un àtom de carboni i un d’hidrogen. Els alcohols, com l’etanol, i els sucres, com la glucosa, hi estan inclosos.

Per què la calculadora rebutja algunes fórmules que contenen carboni i hidrogen? Un combustible ja pot contenir més oxigen del que necessita la combustió completa. CH2O4 n’és un exemple: x + y/4 - z/2 = 1 + 0,5 - 2 = -1,5, una quantitat d’oxigen negativa. La calculadora indica que el compost té un excés d’oxigen en lloc de mostrar un coeficient negatiu.