Química escolar — Años 1 a 12 · Grades 1–12
5La combustión: lo que necesita un fuego
Una hoguera al atardecer. Ha hecho falta leña seca y una cerilla para encenderla, y el viento que sopla a través de ella la mantiene viva. Al cabo de una hora, los troncos se han reducido a brasas incandescentes y ceniza blanca, y un humo gris se ha alejado hacia el cielo. ¿Adónde ha ido la madera? ¿Qué necesita un fuego, y qué deja detrás?
Lo que ya sabes
El aire es una mezcla de gases: unas cuatro quintas partes de nitrógeno y una quinta parte de oxígeno, con un poco de argón y de dióxido de carbono. Una llama toma oxígeno del aire que la rodea; una vela bajo un tarro se apaga cuando queda demasiado poco oxígeno (Capítulo 4).
5.1 Los combustibles
Definición 5.1 (Combustible)
Un combustible es un material que puede arder y desprender calor y luz: la madera, el papel, el carbón, la cera de una vela, el gas de una cocina, la gasolina, el gasóleo de calefacción.
Ejemplo 5.2 (Combustibles sólidos, líquidos y gaseosos)
La madera, el papel, el carbón y la cera de una vela son combustibles sólidos. La gasolina y el gasóleo de calefacción son combustibles líquidos. El gas de la cocina y el gas de un mechero son combustibles gaseosos.
Observación 5.3 (No todo arde)
La piedra, la arena, el vidrio y el agua no arden: no son combustibles. Por eso una chimenea se construye de piedra o de ladrillo, y por eso se usan la arena y el agua para apagar fuegos.
5.2 El triángulo del fuego
Definición 5.4 (Triángulo del fuego)
Un fuego necesita tres cosas a la vez: un combustible, el oxígeno del aire y calor para empezar. Estas tres cosas se dibujan como los tres lados de un triángulo, el triángulo del fuego. Si falta un lado, no hay fuego.
Ejemplo 5.5 (Encender una cerilla)
Se frota la cabeza de una cerilla contra el lateral de su caja. El frotamiento la calienta lo bastante para que empiece a arder: es el lado del calor del triángulo. La madera de la cerilla es el combustible, y el aire aporta el oxígeno.
Ejemplo 5.6 (Soplar sobre las brasas)
Unas brasas incandescentes que parecen casi apagadas vuelven a echar llamas cuando alguien sopla sobre ellas: al soplar llega más aire, y por tanto más oxígeno, al combustible que todavía está caliente.
5.3 Al arder se forman sustancias nuevas
Definición 5.7 (Arder; combustión)
Un combustible arde cuando toma oxígeno del aire y desprende calor y luz. Los químicos llaman a esto una combustión. Durante una combustión se gastan el combustible y el oxígeno, y aparecen sustancias nuevas: humo, ceniza, dióxido de carbono y vapor de agua.
Proposición 5.8 (Una combustión no tiene vuelta atrás)
La ceniza y el humo de un fuego no vuelven a convertirse en madera, por mucho que esperemos. Al arder se forman sustancias nuevas que antes no estaban; el combustible ha desaparecido para siempre.
En el laboratorio — Un vaso frío sobre una vela
El profesor sostiene un momento, boca abajo, un vaso de precipitados de vidrio frío y seco encima de la llama de una vela. El interior del vaso se empaña con gotitas de agua: el vapor de agua que produce la vela al arder ha vuelto a hacerse líquido sobre el vidrio frío. Una vela que arde produce agua, y también dióxido de carbono, que se puede detectar con una prueba que veremos en un capítulo posterior.
Ejemplo 5.9 (En qué se convierte un tronco)
Un tronco de unos pocos kilos se reduce, al arder, a un montoncito de ceniza. La mayor parte de la madera no se ha esfumado: junto con el oxígeno del aire, se ha convertido en humo, dióxido de carbono y vapor de agua, que son gases y se alejan hacia el cielo.
5.4 Apagar un fuego
Método 5.10 (Apagar un fuego: quitar un lado)
Para apagar un fuego, se quita un lado del triángulo del fuego:
- quitar el oxígeno: cubrir el fuego con una manta ignífuga, una tapa o arena, para que el aire no llegue a él;
- quitar el calor: echar agua sobre la madera o el papel que arden, lo que los enfría por debajo del punto en que pueden arder;
- quitar el combustible: cerrar la llave del gas, o desbrozar las plantas secas alrededor de un incendio forestal.
5.5 Seguridad ante el fuego
Observación 5.11 (Nunca agua sobre una sartén con aceite ardiendo)
Si el aceite de una sartén se prende fuego, nadie debe echarle agua: el agua hierve de golpe bajo el aceite y lanza aceite ardiendo fuera de la sartén. Un adulto apaga el gas o la placa y cubre la sartén con una tapa o con una manta ignífuga.
Seguridad
El gas de un mechero o de un cartucho de camping es butano. Su pictograma de la llama (GHS02) significa: extremadamente inflamable, mantener lejos de llamas y chispas. El pictograma de la bombona de gas (GHS04) significa: gas guardado a presión.
Proposición 5.12 (Qué hacer si hay un incendio)
El humo es el primer peligro de un incendio: está caliente, oculta la salida y es venenoso respirarlo. Un detector de humo en el techo pita con fuerza en cuanto el humo llega a él. Si hay un incendio: sal, agáchate por debajo del humo, cierra las puertas al pasar y llama a los bomberos desde fuera. No vuelvas a entrar nunca.
5.6 Ejercicios
Ejercicio 5.1 ★
Nombra los tres lados del triángulo del fuego.
Solución
Solución de Ejercicio 5.1.
El combustible, el oxígeno (del aire) y el calor (para que empiece el fuego).
Ejercicio 5.2 ★
¿Cuáles de estos son combustibles: madera, arena, cera de vela, vidrio, gasolina, agua, papel?
Solución
Solución de Ejercicio 5.2.
La madera, la cera de vela, la gasolina y el papel son combustibles. La arena, el vidrio y el agua no arden.
Ejercicio 5.3 ★
Se echa una manta ignífuga sobre un fuego pequeño. ¿Qué lado del triángulo del fuego quita?
Ejercicio 5.4 ★
Los bomberos lanzan agua sobre un cobertizo en llamas. ¿Qué lado del triángulo del fuego quita el agua?
Ejercicio 5.5 ★
Nombra tres sustancias nuevas que se forman cuando arde la madera.
Solución
Solución de Ejercicio 5.5.
Tres cualesquiera de estas: ceniza, humo, dióxido de carbono, vapor de agua.
Ejercicio 5.6 ★
¿Por qué, al soplar sobre unas brasas incandescentes, vuelven a echar llamas?
Solución
Solución de Ejercicio 5.6.
Al soplar llega más aire, y por tanto más oxígeno, al combustible caliente, que vuelve a arder.
Ejercicio 5.7 ★
Un vaso frío sostenido encima de una vela se empaña. ¿Qué sustancia nueva ha producido la vela?
Solución
Solución de Ejercicio 5.7.
Agua: la cera que arde produce vapor de agua, que forma gotitas sobre el vidrio frío.
Ejercicio 5.8 ★
¿Qué es lo primero que debes hacer si suena un detector de humo y ves humo?
Solución
Solución de Ejercicio 5.8.
Salir, agachándote por debajo del humo y cerrando las puertas al pasar, y después llamar a los bomberos desde fuera.
Ejercicio 5.9 ★
Mira la figura de los tres triángulos pequeños. ¿Qué lado está tachado cuando se cierra el gas?
Solución
Solución de Ejercicio 5.9.
El lado del combustible: con el gas cerrado, al fuego ya no le queda nada que quemar.
Ejercicio 5.10 ★★
Para detener un incendio forestal, los bomberos cortan a veces una franja ancha de árboles delante del fuego. ¿Qué lado del triángulo del fuego están quitando?
Solución
Solución de Ejercicio 5.10.
El combustible: como en la franja no hay árboles, al fuego se le acaba el combustible cuando llega a ella.
Ejercicio 5.11 ★★
Un tronco pesa mucho más que su ceniza. ¿Ha desaparecido una parte del tronco? Explica adónde ha ido.