Combustions - Cours - Physique - Chimie : 10ème Harmos

Combustions – Cours : 10eme Harmos – Physique – Chimie : 10eme Harmos

Que se passe-t-il lorsque le carbone brûle ?
Que se passe-t-il lorsque du butane brûle ?
Pourquoi les combustions incomplètes sont-elles dangereuses ?
Ø Méthode : distinguer combustion complète et combustion incomplète.

I. Qu’est-ce qu’une combustion ?

L’expérience dans laquelle une substance brûle est appelée combustion.

Le corps qui brûle est le combustible
Le corps qui permet la combustion est le comburant

Au cours d’une combustion,

les substances qui disparaissent sont les réactifs
les substances qui se forment sont les produits

Une combustion est une réaction chimique. On peut écrire le bilan de la réaction de combustion :

REACTIFS	®	PRODUITS
combustible(s) + comburant	®	produit(s) de la combustion

II. La combustion du carbone

Lorsqu’une matière brûle on dit qu’elle subit une combustion.

1. Description de la combustion du carbone :

Le carbone est une substance existant sous différentes forme mais celle qui brûle le plus facilement est le fusain (aussi utilisé en dessin).

Etape 1: amorçage ou initiation de la combustion.
Initier ou amorcer une combustion consiste à la faire débuter.
Le fusain est placé dans une flamme jusqu’à ce qu’il devienne assez chaud pour émettre une lumière rougeâtre: le fusain est alors incandescent.

Etape 2: Combustion du fusain dans l’air
Le fusain est retiré de la flamme.
La combustion du fusain se poursuit dans l’air et il reste incandescent.

Etape 3: Combustion du fusain dans du dioxygène pur.
Le fusain incandescent est placé dans un récipient contenant initialement du dioxygène pur.
Lorsque le fusain incandescent est placé dans ce récipient il apparaît une flamme et des étincelles sont projetées.
La combustion est plus vive dans le dioxygène pur que dans l’air.

Etape 4: Fin de la combustion
Au bout de quelques instants la combustion devient de moins en moins vive puis s’arrête.
Une partie du fusain a disparu pendant la combustion.

Etape 5: Analyse du contenu du récipient où s’est réalisée la combustion, test à l’eau de chaux.
Le test à l’eau de chaux est réalisé dans le récipient utilisé pour la combustion:
L’eau de chaux se trouble, le test est donc positif et indique la présence de dioxyde de carbone.

2. Interprétation de la combustion du carbone :

La combustion est plus vive dans le dioxygène pur (100 % de dioxygène) que dans l’air (21 % de dioxygène): Le dioxygène est nécessaire à la combustion du fusain.

Dans le dioxygène pur la combustion s’arrête même s’il reste du fusain: c’est donc que le dioxygène disparait: La combustion du fusain consomme donc du dioxygène.

Une partie du fusain (constitué de carbone) a disparu lorsque la combustion s’arrête:
La combustion consomme du carbone

Lors du test à l’eau de chaux celle-ci se trouble. Ce test indique la présence de dioxyde de carbone : Du dioxyde de carbone est apparu pendant la combustion

Conclusion :

La combustion du fusain dans le dioxygène est une transformation chimique au cours de laquelle des corps disparaissent (du carbone et du dioxygène) et un corps apparait (du dioxyde de carbone).

III. Combustion de butane :

Le méthane et le butane sont des gaz combustibles. Le méthane est le principal constituant du gaz naturel distribué par canalisations, principalement dans les villes (c’est pourquoi il est aussi appelé « gaz de ville »), et utilisé à des fins domestiques : cuisinières, chauffages…
Le butane est utilisé pour les mêmes besoins mais il est distribué en bouteilles, c’est également le gaz contenu dans les briquets.

Expérience :
Une allumette enflammée étant présentée au-dessus du petit tube de la veilleuse, on ouvre le robinet (jaune) d’arrivée du gaz.
– On tourne ensuite le robinet (noir) situé sur le bec Bunsen, afin de l’alimenter.
– On règle la flamme à l’aide de la virole.

Observation et interprétation :

Le butane brûle mieux, la flamme est plus chaude, lorsque la virole est ouverte.
Comme les autres combustions, celle du butane a besoin de dioxygène. Le dioxygène de l’air intervient en tant que réactif.

1. Analyse de la combustion du butane : même expérience précédente

1. Maintenant plaçons au-dessus de la flamme un verre sec et froid :

Observation : Les parois internes du verre se recouvrent de buée. Du sulfate de cuivre anhydre (blanc) déposé sur les parois du verre, bleuit.

Conclusion : La combustion du butane produit de l’eau.

2. Après nettoyage, plaçons à nouveau le verre au-dessus de la flamme, puis versons-y de l’eau de chaux.

Observation : L’eau de chaux se trouble ; nous observons un précipité blanc.

Etat initial				Etat final
	Réactifs (corps qui réagissent entre eux et disparaissent)			Produits (corps qui se forment, qui sont produits)
Noms	butane	+	dioxygène		dioxyde de carbone	+	eau

Conclusion : La combustion du butane produit également du dioxyde de carbone.

On peut écrire le bilan de la réaction comme suit :

2. Combustions incomplètes :

Quand la virole n’est pas suffisamment ouverte, il n’y a pas assez de dioxygène qui entre dans la cheminée et la flamme devient jaune et éclairante.
Si on place une soucoupe au-dessus de la flamme, celle-ci se recouvre d’un dépôt noir de carbone qui n’a pas brûlé : la combustion est incomplète.
(C’est ces particules de carbone, portées à incandescence, qui donnent à la flamme cette couleur jaune éclairante.)

Les combustions incomplètes du méthane ou du butane peuvent produire du carbone et du monoxyde de carbone. Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore et très toxique.
L’utilisation d’appareils (notamment de chauffage) dans de mauvaises conditions de sécurité (mauvais réglages, conduits d’aération bouchés, cheminées en mauvais état…) entraîne chaque année des dizaines de morts.

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