alcanos y combustión mapa mental

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Los alcanos son hidrocarburos saturados formados solo por carbono e hidrógeno con enlaces sencillos. Este mapa mental explica su estructura, nomenclatura, isomería, propiedades físicas y, sobre todo, su combustión completa e incompleta, con las ecuaciones y los productos característicos de cada caso. Incluye ejemplos habituales como el metano, el propano y el butano, presentes en combustibles domésticos e industriales.

Qué distingue a los alcanos de otros hidrocarburos
Los alcanos son hidrocarburos saturados: todos sus enlaces entre carbonos son sencillos, por lo que contienen el máximo posible de hidrógeno para una cadena dada. Esto los diferencia de los alquenos, con al menos un doble enlace, y de los alquinos, con un triple enlace, que son insaturados y más reactivos. La fórmula general CnH2n+2 solo se aplica a alcanos de cadena abierta; los cicloalcanos, al formar anillos, siguen CnH2n. Al carecer de enlaces pi, los alcanos son poco reactivos frente a ácidos, bases y oxidantes suaves, y sus reacciones principales son la combustión y la sustitución radicalaria con halógenos en presencia de luz.

Combustión completa frente a incompleta
En la combustión completa, con oxígeno en exceso, cada molécula de alcano se transforma íntegramente en dióxido de carbono y agua, liberando gran cantidad de calor. Por ejemplo, el propano arde según C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O. Cuando el oxígeno es insuficiente, la combustión es incompleta y pueden formarse monóxido de carbono, un gas tóxico e inodoro, o partículas de carbono que producen hollín y una llama amarilla. Por eso es esencial la ventilación adecuada en calentadores y estufas. Equilibrar estas ecuaciones es un ejercicio habitual: se ajusta primero el carbono, luego el hidrógeno y por último el oxígeno.

Propiedades físicas y tendencia de los puntos de ebullición
Las moléculas de los alcanos son apolares, así que las únicas fuerzas intermoleculares relevantes son las fuerzas de dispersión de London. Estas fuerzas aumentan con el tamaño y la superficie de contacto molecular, de modo que los puntos de fusión y ebullición crecen al aumentar el número de carbonos: el metano y el etano son gases a temperatura ambiente, el propano y el butano son gases fácilmente licuables a presión, y a partir de pentano predominan los líquidos. Por la misma razón, los isómeros ramificados hierven más bajo que sus equivalentes de cadena lineal, porque su forma compacta reduce el contacto entre moléculas.

Ejemplos cotidianos y consideraciones medioambientales
Los alcanos están presentes en la vida diaria: el gas natural usado en cocinas y calderas es principalmente metano, y las bombonas de GLP contienen una mezcla de propano y butano. La gasolina y el gasóleo son mezclas complejas de alcanos y otros hidrocarburos procedentes del petróleo. Su combustión libera dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero cuya acumulación atmosférica contribuye al cambio climático, además de óxidos de nitrógeno cuando la temperatura de llama es alta. Esta doble condición de fuente de energía útil y de emisor de CO2 explica el interés actual en alternativas y en procesos de combustión más eficientes.