Oxihidrógeno
El oxihidrógeno es una mezcla de gases de hidrógeno (H 2 ) y oxígeno (O 2 ). Esta mezcla gaseosa se utiliza en sopletes para procesar materiales refractarios y fue la primera mezcla gaseosa [1] utilizada para soldar . En teoría, una proporción de hidrógeno: oxígeno de 2: 1 es suficiente para lograr la máxima eficiencia; en la práctica, se necesita una proporción de 4: 1 o 5: 1 para evitar una llama oxidante . [2]
Esta mezcla también puede ser denominado como Knallgas (Scandinavian y alemán Knallgas : "bang-gas"), aunque algunos autores definen Knallgas a ser un término genérico para la mezcla de combustible con la cantidad precisa de oxígeno requerido para la combustión completa, por lo tanto 2 : 1 oxihidrógeno se llamaría "gas de hidrógeno-knall". [3]
El oxígeno se quemará cuando se lleve a su temperatura de autoignición . Para la mezcla estequiométrica , hidrógeno: oxígeno 2: 1, a presión atmosférica normal , la autoignición se produce a aproximadamente 570 ° C (1065 ° F). [5] La energía mínima requerida para encender una mezcla de este tipo con una chispa es de unos 20 microjulios . [5] A temperatura y presión estándar , el oxihidrógeno puede arder cuando está entre aproximadamente 4% y 95% de hidrógeno en volumen. [6] [5]
Cuando se enciende, los convertidos mezcla gas a vapor de agua y libera energía , que sostiene la reacción: 241,8 kJ de energía ( LHV ) por cada mol de H 2 quemados. La cantidad de energía térmica liberada es independiente del modo de combustión, pero la temperatura de la llama varía. [7] La temperatura máxima de aproximadamente 2.800 ° C (5.100 ° F) se logra con una mezcla estequiométrica exacta , aproximadamente 700 ° C (1.300 ° F) más caliente que una llama de hidrógeno en el aire. [8] [9] [10] Cuando cualquiera de los gases se mezcla en exceso de esta proporción, o cuando se mezcla con ungas inerte como el nitrógeno, el calor debe extenderse por una mayor cantidad de materia y la temperatura será menor. [7]
Se puede obtener una mezcla estequiométrica pura mediante electrólisis de agua , que utiliza una corriente eléctrica para disociar las moléculas de agua:
William Nicholson fue el primero en descomponer el agua de esta manera en 1800. En teoría, la energía de entrada de un sistema cerrado siempre será igual a la energía de salida, como establece la primera ley de la termodinámica . Sin embargo, en la práctica ningún sistema está perfectamente cerrado, y la energía necesaria para generar el oxihidrógeno siempre superará la energía liberada por la combustión, incluso con la máxima eficiencia práctica, como implica la segunda ley de la termodinámica (ver Electrólisis del agua # Eficiencia ).
