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Les combustions

Exercices sur le chapitre

Sommaire
I Combustion du carbone
II Combustion du gaz butane
III Les dangers des combustions
IV Les Différents produits de le combustions incomplètes
V Comment éviter les combustions incomplètes?

 

De nombreuses substances comme :

le charbon le bois le gaz une bougie
  bougie en cire blanche

brûlent dans l'air. C'est ce que l'on appelle une combustion.

I Combustion du carbone

Le carbone est présent dans de nombreuses substances. On le trouve pratiquement pur dans le charbon de bois et dans le fusain.

Étudions la combustion de ce carbone dans l'air ainsi que dans le dioxygène pur.
Expérience n°1
On place un morceau de fusain enflammé dans un flacon contenant de l'air (flacon A) et un autre morceau de fusain dans un flacon contenant du dioxygène pur (flacon B).
Flacon A Flacon B
Observations
On constate que la combustion se déroule sans flamme dans les 2 cas et qu'elle est beaucoup plus vive et longue dans le flacon B.  
Dans le flacon rempli de dioxygène pur (100 % de dioxygène), la combustion du carbone dégage plus de chaleur et de lumière que dans le flacon rempli d'air.
Interprétation
C'est le gaz dioxygène qui réagit dans les réactions de combustion.
La réaction s'arrête lorsqu'il n'y a plus de dioxygène.

Expérience n°2
On verse dans chacun des flacons de l'eau de chaux et on agite quelques instants.
Flacon A Flacon B
Observation
On constate que dans les 2 cas, l'eau de chaux se trouble.
Elle se trouble beaucoup plus dans le
flacon B où la combustion était beaucoup plus intense.
Interprétation
On met en évidence ici, que la combustion du carbone dans le dioxygène produit du dioxyde de carbone.

Conclusion:

La combustion du carbone est une réaction chimique au cours de laquelle le carbone et le dioxygène se transforment pour donner du dioxyde de carbone.

On peut résumer cette réaction chimique sous la forme d'une équation-bilan:

CARBONE + DIOXYGÈNE  ->  DIOXYDE DE CARBONE
C + O2 ->  CO2
+ -> 

Remarque: ici deux réactifs donnent un produit.

 

II Combustion du gaz butane 

Un briquet ou une bouteille de réchaud à gaz contiennent du gaz liquide surmonté de gaz sous pression. L'ouverture du robinet laisse échapper le gaz que l'on peut alors enflammer en toute sécurité.

Le butane est obtenu dans les raffineries à partir du pétrole.

Une raffinerie

Tour de distillation d'une raffinerie

Étudions la combustion du butane dans l'air.

Expérience

Plaçons un entonnoir renversé au-dessus de la flamme issue d'un bec Bunsen brûlant du butane. Le dispositif est muni d'un système d'aspiration qui permet aux produits de la combustion de venir au contact d'eau de chaux.

Observations

De la buée apparaît sur les parois sèches de l'entonnoir. L'eau de chaux se trouble.

Conclusion
On met en évidence ici, que la combustion du butane dans le dioxygène de l'air produit du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau.

Conclusion:

La combustion du butane est une réaction chimique au cours de laquelle le carbone et l'hydrogène qui le constituent, réagissent avec le dioxygène et se transforment pour donner du dioxyde de carbone et de l'eau.

On peut résumer cette réaction chimique sous la forme d'une équation-bilan:

BUTANE + DIOXYGÈNE  ->  DIOXYDE DE CARBONE + EAU
C4H12 + O2 ->  CO2 + H2O
  + ->  +

Remarque: ici deux réactifs donnent deux produits.

 

III Le danger des combustions

Il existe deux types de combustions : la combustion complète et la combustion incomplète.

Expérience

On enflamme le gaz butane à la sortie d'un bec Bunsen en utilisant 2 positions différentes pour la virole.

Virole ouverte : 
la
combustion complète
Virole fermée : 
la
combustion incomplète
Observations

Si la virole est ouverte, on observe une flamme bleue, puissante et chauffante.

Si la virole est fermée, on observe une flamme jaune, tremblotante et éclairante.

Interprétation

C'est la richesse en dioxygène du mélange air-butane qui conditionnent la qualité de la flamme obtenue ; plus la quantité de dioxygène de l'air est importante, plus la flamme est chauffante.

Conclusion
La combustion du butane est complète et sans danger si l'arrivée d'air au niveau de la virole est suffisante.
 Dans le cas contraire, cette combustion donne naissance à d'autres produits de combustion qui sont dangereux voir mortels.

IV Quels sont les différents produits d'une combustion incomplète?

La combustion incomplète produit deux corps : 

un solide, le carbone (noir de carbone),

                               et un gaz incolore et toxique le monoxyde de carbone.

 

V Comment éviter les combustions incomplètes?

Pour éviter les combustions incomplètes, il faut que la quantité d'air (quantité de dioxygène) soit suffisante pour que la combustion soit totale.

Pour qu'une combustion complète est lieu, le combustible (bois, papier, gaz, ...) doit être mis en présence d'une quantité suffisante de comburant (air, dioxygène).

Cette combustion peut être contrôlée et régulière (fonctionnement normal d'une chaudière, d'une gazinière,...).

Elle peut aussi être explosive, dans ce cas la combustion est complète et instantanée. On observe ce type de combustion lorsque le mélange combustible-comburant est gazeux et mis en présence d'une étincelle (explosion due à une fuite de gaz, fonctionnement du moteur à essence).