Respuestas XXIV: Si el agua contiene oxígeno, ¿Por qué no arde?

Luis Manuel Villar nos pregunta: si el hidrógeno es combustible y el oxígeno comburente, ¿por qué el agua no arde?

Un combustible es algo que susceptible de entrar en combustión, y toda combustión es, en el fondo, la reacción de algún compuesto con el oxígeno. Al combinarse con el oxígeno, los componentes del producto químico inicial se separan y reagrupan, lo que aumenta o disminuye su temperatura.

Combustión de sulfato de cobre. Crédito: Søren Wedel.

Bueno, entonces, ¿qué determina que un elemento pueda entrar en combustión con otro?

Ese elemento tiene que tener ganas de combinarse con el oxígeno. Para que eso ocurra, como los átomos son unos convenidos que sólo miran por su propio bien, deben tener un problema: estar faltos de electrones o que les sobren algunos. Un elemento está en equilibrio electrónico cuando tiene el mismo número de protones que de neutrones.Pero siempre hay más factores.

Los electrones están distribuidos por capas alrededor de un átomo, y cada una de ellas puede albergar un número determinado de electrones. Un átomo se encuentra en la gloria cuando todas las capas que tiene están rellenas, aunque sus cargas no estén en equilibrio.

Hay más capas, pero tienen tantos electrones que no hubiera terminado nunca.

Para estar en equilibrio, al hidrógeno le correspondería un sólo electrón (una carga negativa) por contener un sólo protón (una carga positiva) en su núcleo, pero la primera capa de electrones alrededor de un átomo puede albergar dos de ellos así que, aunque las cargas están en equilibrio, el átomo de hidrógeno no termina de estar cómodo.

“Vaya…”

Pero entonces aparece el oxígeno, que sufre una dolencia similar: tiene ocho electrones, así que en la primera órbita tienen los 2 que ésta permite y en la segunda tiene 6. Pero hay un problema, y es que en la segunda órbita caben hasta 8 electrones, por lo que quedan 2 huecos libres.

Tanto el hidrógeno como el oxígeno, por separado, tienen una solución chapuza para arreglar la situación: se juntan con un átomo vecino del mismo elemento y así los dos comparten electrones para poder tener las órbitas llenas un rato cada uno. Esta configuración es algo más estable que andar solos por ahí.

Total, que el oxígeno y el hidrógeno están por ahí flotando por parejas hasta que se encuentran, y entonces descubren que hay una solución a todos sus problemas. Si dos átomos de hidrógeno se unen con uno de oxígeno, el oxígeno estará contento porque tendrá los dos electrones que le faltan y el hidrógeno estará contento porque le dejarán a ratos el electrón que necesita.

Al unirse, por tanto, forman H2O, que es el agua, mucho más estable que los átomos de hidrógeno y oxígeno combinados entre sí por separado.

Los electrones van orbitando alrededor de los tres átomos y todo el mundo es feliz.

Ok, hasta ahí bien pero, ¿cómo es esa reacción?

Bueno, cuando el hidrógeno y el oxígeno se encuentran, no se combinan entre sí de inmediato para formar agua. Necesitan un pequeño empujón, un aporte de energía (una chispa o una llama) que les ayude a separarse de sus compañeros para unirse con los otros nuevos muy rápidamente. ¿Cómo de rápido? Más o menos así.

Aunque parezca mentira, el resultado de esa explosión es vapor de agua.

Y ahora que ya nos hemos enrollado muchísimo, respondemos a la pregunta, ¿por qué el agua no es combustible?

Sería algo así como preguntar “¿por qué la ceniza no arde?”. El agua ya es el resultado de una combustión (a.k.a ya está combinada con oxígeno) y se encuentra en una configuración demasiado estable como para que puedan entrarle ganas de combinarse con el oxígeno otra vez.

8 pensamientos en “Respuestas XXIV: Si el agua contiene oxígeno, ¿Por qué no arde?”

  1. De hecho, se puede forzar la reacción del “Oxido de hidrógeno” (H2O) a “PERóxido de hidrógeno” (H2O2) o “Agua oxigenada” (sí, esa que, al 10% como máximo, se usa para desinfectar las heridas, y que pura se usa para propulsar cohetes) pero que es muy inestable y tiende a soltar el átomo de oxígeno que le sobra, y ese átomo (OJO ÁTOMO no molécula) es tan activo, que separa al carbono de sus enlaces entre sí, disolviendo la materia orgánica… esto es, la carne (por eso el 10% como máximo en desinfectante casero) y si no que se lo pregunten (es un decir) al personal de mantenimiento de la Luftwafe que repostaban el caza cohete Messerschmit 163 Kommet, que causó mas bajas entre sus mecánicos que en los aviones enemigos, ya que la más mínima fuga, y, a pesar de los trajes de protección, mecánico ¡¡DISUELTO!! (Después de la guerra, los americanos desecharon esa mezcla, más efectiva que la que ellos usaban, precisamente por los peligros, los soviéticos, encambio, la siguieron usando, a pesar de que una fuga acabó con todo el grupo de ingenieros encargados del lanzamiento de un cohete9

  2. Las cargas positivas de los protones o negativas de los electrones son variables.
    El calor hace que aumente su carga. En el caso de los protones se hacen mas positivos, quedando con mas capacidad de atraer electrones y cuando estos llegan y completan su órbita, la energía queda atrapada en su núcleo hasta que el átomo vuelva a perder los electrones y deje la puerta abierta a la salida de dicha energía calorífica, Esto es la base de la fotosíntesis y de la materia orgánica.

  3. Hola Jordi. Aunque mi comentario anterior ha sido en forma de afirmación y no de pregunta, me gustaría ver tu opinión al respecto.
    Yo no tengo estudios en esta materia, solo teorías propias y me gustaría saber si esta demostrado científicamente

    Un saludo..

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