# Análisis 133: Reacción de gas de agua. Solución analítica

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En mezclas de productos de combustión ricas en combustible, el equilibrio entre la especies CO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>O, CO y H<sub>2</sub>, a menudo se supone para determinar la composición del gas quemado.&#x20;

Para un dosado relativo de 1.2, en la combustión de C<sub>8</sub>H<sub>18</sub> con aire, determine las fracciones molares de las especies del producto a 1700 K.

La reacción que relaciona estas especies (a menudo llamada reacción de gas de agua) es:

* CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub> <---> CO + H<sub>2</sub>O

*(Internal Combustion Engine Fundamentals. Heywood, John B., 1988)*
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Solución del texto:

* CO<sub>2</sub>, 9.08%; H<sub>2</sub>O, 13.7%; CO, 5.1%; H<sub>2</sub>, 2.3%; N<sub>2</sub>, 69.8%

Desarrollo de solución:

* C<sub>8</sub>H<sub>18</sub> + 10.4166 (O<sub>2</sub>+3.77 N<sub>2</sub>) --> a CO<sub>2</sub> + b H<sub>2</sub>O + c CO + d H<sub>2</sub> + 39.3 N<sub>2</sub>
* Un balance de carbono da: a+c=8
* Un balance de hidrógeno da: 2b + 2d = 18
* Un balance de oxígeno da: 2a + b + c = 20.83

La relación de equilibrio proporciona, (bc)/(ad)= 3.388 (dado que la reacción equilibrada tiene el mismo número de moles que reactivos y productos, los moles de cada especie pueden sustituirse por las presiones parciales).

Estas cuatro ecuaciones se pueden resolver para obtener

* c<sup>2</sup> - 19.3 c +47.3 = 0

lo que da c = 2.89, a = 5.12, b = 7.72 y d = 1.29. El número total de moles de productos es

* a + b + c + d + 39.3 =56.3

Observe que K<sub>p</sub>=3.388 = 1/0.29516, donde K<sub>p</sub> sería igual a 0.2956 si consideráramos la reacción inversa CO + H<sub>2</sub>O CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub> (que así se considera en **ThermoCombustion**, 0.298142). Existe una pequeña diferencia de milésimas debido a la diferente fuente de la que derivan ambas.

Dado que la reacción de equilibrio posee el mismo número de moles que reactivos y productos, la presión de la cámara de combustión no tiene relevancia (no afecta) a los resultados.

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