Entalpía de combustión corresponde a la energía liberada en forma de calor, en una reacción de combustión de 1 mol de sustancia.
Puesto que las reacciones de combustión son siempre exotérmicas – como la quema de leña o gas –, el valor de la entalpía de combustión es negativo, menos que cero ∆H 0), pues, en razón del calor ser liberado, la energía de los productos será menor que la de los reactantes.
Las reacciones que se clasifican como de combustión son aquellas en las que una sustancia, que es denominada combustible reacciona con el oxigeno gaseoso (oxidante). Hay dos tipos de reacciones de combustión, la completa y la incompleta. Cuando la reacción es una combustión completa, es decir, cuando libera como productos solamente dióxido de carbono (CO2 – también comúnmenten conocido por gas carbónico) y agua (H2O), decimos que está en la condición estándar. Por eso, la entalpía, o, más correctamente, variación de la entalpía, es denominada entalpía estandar de combustión (∆H0 combustión) o calor estándar de combustión. Ese tipo de reacción se da con compuestos que poseen apenas carbono, hidrógeno y oxígeno, como el grafito1, los hidrocarburos, los alcoholes y los carbohidratos. Veamos algunos ejemplos a continuación.
Combustión completa del metano, CH4(g)
CH4(g) + ½ O2 → 1 CO2(g) + 2 H2O ∆H0 combustión = -890,4 kJ/mol
En la combustión de metano la variación de la entalpía estándar de combustión es igual a -890.4 kJ/mol.
Combustión completa del butano, C4H10 (g)
2 C4H10(g)+ 13O2 → 8 CO2(g) + 10 H2O ∆H0 combustión = -2878,6 kJ/mol
En la combustión del butano la variación de entalpía estándar de combustión es igual a
-2878,6 kJ/mol.
Combustión completa de etanol C2H6O (l)
1 C2H6O(l)+ 3O2 → 2 CO2(g) + 3 H2O ∆H0 combustión = -1368 kJ/mol
En la combustión de etanol la variación de entalpía estándar es igual a -1368 kJ/mol.
Sin embargo, si la reacción es incompleta, es decir, si liberar monóxido de carbono (CO) y agua (H2O) o carbono elemental (C(s)), no será la variación de la entalpía estándar de combustión, sino apenas el cálculo de la variación de entalpía, como en los dos casos siguiente:
Combustión incompleta de metano, CH4(g)
CH4(g) + 3/2 O2 → 1 CO(g) + 2 H2O ∆H = -520 kJ/mol
Combustión incompleta de butano, C4H10 (g)
CH4(g)+ O2 → C(s) + 2 H2O(?) ∆H = -408,5 kJ/mol
*1 En este caso, nos referimos sólo al grafito porque la entalpía estándar de combustión presupone la forma alotrópica más estable. Así, al mencionar la combustión del carbono, nos referimos normalmente al grafito, que es la forma alotrópica más estable. Sin embargo, cuando se estudia la quema del diamante, su forma alotrópica debe ser citada.
