¿cual es el balance de oxigeno en una respiración?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
El balance de oxígeno (OB o OB%) mide la existencia de la cantidad de dioxígeno necesaria para conseguir una oxidación completa de los productos de reacción. Una sustancia, o mezcla de sustancias, con un balance de oxígeno equilibrado puede realizar la oxidación completa de forma autónoma; es decir: si se calienta en un recipiente sellado sin suministro externo de dioxígeno quedan productos completamente oxidados, completamente quemados, sin restos de agente oxidante. Si queda dioxígeno sin reacionar se considera que hay un exceso de dioxígeno y si quedan sustancias sin reaccionar o parcialmente oxidadas hay un defecto de dioxígeno. Es una característica que se emplea bastante en explosivos.
Explicación:
Índice
1 Explosivos
1.1 Cálculo
2 Clasificación de explosivos según OB
2.1 Balance de oxígeno de algunos explosivos
3 Otros usos
3.1 Véase también
Explosivos
Cálculo
El balance de oxígeno se calcula a partir de la fórmula empírica del explosivo el porcentaje de dioxígeno requerido para convertir completamente el carbono a dióxido de carbono, hidrógeno a agua, y el metal al óxido de metal. El dinitrógeno queda como gas. Y luego se compara con el dioxígeno presente.
El procedimiento para calcular el balance de oxígeno en términos de 100 gramos del material explosivo es determinar el número de moles de dioxígeno que son exceso o deficiencia de 100 gramos de un compuesto.
{\displaystyle OB\%={\frac {-1600}{peso.molecular}}\times (2X+(Y/2)+M-Z)}{\displaystyle OB\%={\frac {-1600}{peso.molecular}}\times (2X+(Y/2)+M-Z)}
siendo X = número de átomos de carbono, Y = número de átomos de hidrógeno, Z = número de átomos de oxígeno, y M = número de átomos de metal (óxido metálico producido).
Estructura del trinitrotolueno TNT
En el caso del TNT (C7H5(NO2 )3 ), siendo la masa molecular (antiguamente peso molecular)= 227,1, X = 7 (número de átomos de carbono), Y = 5 (número de átomos de hidrógeno) y Z = 6 (número de átomos de oxígeno), se tiene:
OB% = −74% para el TNT
Clasificación de explosivos según OB
El balance de oxígeno permite dividir los explosivos en tres grupos:
OB negativo, cuando el compuesto o mezcla no contiene suficiente oxígeno y el contenido de carbono no se oxida en su totalidad sino que lo hace como monóxido de carbono. En casos extremos se puede liberar carbono elemental y dihidrógeno. El TNT explota según la reacción química:
{\displaystyle \mathrm {2C_{7}H_{5}N_{3}O_{6}\rightarrow 3N_{2}+5H_{2}O+7CO+7C} }{\displaystyle \mathrm {2C_{7}H_{5}N_{3}O_{6}\rightarrow 3N_{2}+5H_{2}O+7CO+7C} }
La ecuación muestra que la explosión del TNT forma monóxido de carbono y carbono elemental. El balance de oxígeno es de sólo el -74 %. Estos explosivos pueden formar una bola de fuego donde se acaba la reducción con el dioxígeno del aire. En medios donde no hay dioxígeno, como debajo del agua pierde poder. Si se mezclan con un explosivo de balance positivo - por ejemplo, nitrato de amonio- aumenta la energía liberada por la explosión.
OB nulo, cuando el balance de oxígeno es cero el compuesto químico, o la mezcla, tiene exactamente la cantidad de oxígeno necesaria para que el contenido de carbono se convierta en dióxido de carbono y el de hidrógeno en agua. En principio, este es el estado más explosivo. En teoría, la liberación de energía es máxima. El nitroglicol explota según la fórmula química:
{\displaystyle \mathrm {C_{2}H_{4}N_{2}O_{6}\rightarrow N_{2}+2H_{2}O+2CO_{2}} }{\displaystyle \mathrm {C_{2}H_{4}N_{2}O_{6}\rightarrow N_{2}+2H_{2}O+2CO_{2}} }
OB positivo, cuando el equilibrio de oxígeno es positivo el compuesto, o mezcla, genera un exceso de oxígeno cuando explota. En principio, esto no produce una liberación de energía adicional, ya que tenemos todo el carbono y hidrógeno en el estado de máxima oxidación. Además este oxígeno no interactúa con el ambiente para continuar la reacción. Aunque un ligero exceso permite que la oxidación completa se realice de forma real, lo que aumenta la energía. El hexanitrato de manitol explota según la fórmula química:
{\displaystyle \mathrm {C_{6}H_{8}N_{6}O_{18}\rightarrow 3N_{2}+4H_{2}O+6CO_{2}+O_{2}} }{\displaystyle \mathrm {C_{6}H_{8}N_{6}O_{18}\rightarrow 3N_{2}+4H_{2}O+6CO_{2}+O_{2}} }
Balance de oxígeno de algunos explosivos