2.2 : Entalpía y calor de reacción.

La combustión, comúnmente conocida como quemar, es una reacción en la que una sustancia reacciona con un agente oxidante, que en la mayoría de los casos es oxígeno molecular, para liberar energía en forma de calor, luz o sonido. El calor de combustión también se conoce como entalpía de combustión. La energía liberada cuando un mol de una sustancia se quema completamente a presión constante se llama calor molar de combustión. Las reacciones de combustión son exotérmicas; es decir, liberan energía y su convención de signos ΔH es negativa.

En 1772, el químico francés Antoine Lavoisier descubrió que los productos del azufre quemado pesaban más que la masa inicial del reactivo. Postuló que el azufre se combinaba con el aire, lo que daba como resultado un aumento de peso. Posteriormente, el descubrimiento del "oxígeno" por Joseph Priestley en 1774, como componente del aire, llevó a Lavoisier a creer que el azufre se combinaba con el oxígeno del aire, provocando un aumento de su masa. Concluyó que la combustión significa combinarse con el oxígeno. En otras palabras, el azufre se quemó.

Ejemplos de reacciones de combustión incluyen la quema de combustibles de hidrocarburos como el gas natural y el carbón. En el caso de reacciones de combustión que involucran hidrocarburos, la cantidad de energía liberada varía dependiendo del tipo de combustible que se quema.

Por ejemplo, la combustión del gas natural, metano (CH₄), dada por la reacción:

Genera menos energía térmica que la del butano (C₄H₁₀), dada por la reacción:

Por tanto, el número de moléculas de oxígeno necesarias para quemar el hidrocarburo y el número de moléculas de cada producto formado dependen de la composición del hidrocarburo.

El calor de combustión gobierna la estabilidad relativa de los hidrocarburos ramificados con la misma fórmula molecular. La diferencia de estructura surge debido a los grupos metilo unidos en diferentes posiciones a lo largo de la cadena de hidrocarburos. La cantidad de energía térmica liberada disminuye al aumentar la ramificación, donde el 2,2-dimetilhexano altamente ramificado genera poca energía en comparación con el octano. Por tanto, el octano no ramificado es menos estable que su homólogo ramificado.