¿Por qué son combustibles los compuestos orgánicos?

La química orgánica es un área especializada de la química del carbono, que también involucra el hidrógeno.

El carbono puro se considera inorgánico, y sus compuestos con metales o silicio se consideran inorgánicos.

El compuesto orgánico más simple es el formaldehído CHO (solo 3 átomos).

El carbono puede oxidarse a CO2, que no es un compuesto orgánico, y el hidrógeno puede oxidarse a H2O, que no es un compuesto orgánico. Esta es la característica general de los compuestos orgánicos, lo que significa que pueden quemarse.

Pueden tener todo tipo de otros elementos, pero generalmente contienen carbono que no está completamente oxidado (lo que significa su unión al hidrógeno).

La distinción exacta entre orgánico e inorgánico es algo arbitraria. Por lo tanto, las sustancias como el tetracloruro de carbono CCl4 que no es combustible (el carbono ya está completamente oxidado) tienden a tratarse en cursos de química orgánica. Esto es como el metano donde todos los hidrógenos han sido reemplazados por cloro. En general, el reemplazo de hidrógenos con halógenos (F, Cl, Br, I) hace que los compuestos orgánicos sean menos combustibles.

No todos lo son (los perfluoroalcanos son excepciones notables), pero muchos son inflamables.

Es más fácil de explicar para los hidrocarburos, que consisten completamente en carbono e hidrógeno, porque se queman en dióxido de carbono y agua en presencia de oxígeno. Estas reacciones liberan suficiente energía para conducir la combustión hasta su finalización con una entrada de energía inicial relativamente baja (como calor o una chispa). Los enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno son relativamente débiles en comparación con los enlaces en los productos finales de la combustión, por lo que el balance energético favorece la combustión. Los hidrocarburos más pequeños son gaseosos o al menos muy volátiles, por lo que forman fácilmente mezclas combustibles con oxígeno.

La mayor parte de los compuestos orgánicos tienen una composición elemental alta en los elementos carbono e hidrógeno. Estos dos elementos son fácilmente atacados por los átomos de oxígeno presentes en las llamas. A medida que se propagan las reacciones en cadena iniciadas por las oxidaciones de estos elementos, casi todos los demás elementos en el sustrato orgánico también se oxidan.

Las cantidades relativas de carbono e hidrógeno en un compuesto orgánico (la relación atómica C / H) determinan muchas de las características de la llama; la temperatura, la cantidad de humo negro, el color y la velocidad de propagación. Todas estas características también están fuertemente influenciadas por la cantidad de oxígeno externo presente que alimenta la oxidación, así como los átomos de oxígeno en el sustrato orgánico.

Si aplica suficiente calor en presencia de oxígeno u otros oxidantes, cada compuesto orgánico pasará a su estado más oxidado. Pero las temperaturas de combustión varían ampliamente. Algunos compuestos no pueden exponerse al oxígeno, excepto en frío extremo, como en nitrógeno líquido frío. Otros compuestos necesitan más calor que lo que podría proporcionar un quemador Bunsen. Pero sí, todo se puede quemar.