Chapitre C04 : Les combustions : qu'est-ce que «brûler»?

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1 Chapitre C04 : Les combustions : qu'est-ce que «brûler»? I. Combustion : définitions. L expérience dans laquelle une substance brûle est appelée combustion. Pour avoir une combustion, il faut 3 éléments indispensables : - Ce qui brûle est le combustible (ex : bois, papier...) - Ce qui permet la combustion est le comburant (ex : le dioxygène de l'air) - L'apport d'énergie thermique (ex : étincelle, flamme...) II. La combustion du carbone. Situation problème : Pour raviver un feu de cheminée, on peut souffler ou brasser l air. Le bois (essentiellement composé de carbone) brûle alors plus fort. Pourquoi? Hypothèse : Vérification par l expérience : Expérience Schéma Observations - Faire rougir un morceau de bois avec une bougie (ou allumette). - Ne pas laisser la flamme - Ouvrir le tube à essai contenant du dioxygène et y plonger rapidement le morceau de bois. - Observer. - Fermer le tube. - Ajouter à la fin un peu d eau de chaux dans le flacon. - Fermer le tube. - Agiter. Le bois est à incandescence. On observe que la flamme se ravive et du bois (carbone) a disparu. L'eau de chaux se trouble Rappel : A quoi sert le test à l'eau de chaux? L eau de chaux, transparente au départ, se trouble en présence de dioxyde de carbone CO 2. Bois incandescent dioxygène Au cours de la combustion du carbone, du dioxygène et du carbone ont disparu et du dioxyde de carbone est apparu.

2 C est une transformation chimique. On peut écrire le bilan suivant : Nom carbone + dioxygène dioxyde de carbone Formule C + O 2 CO 2 Molécules + On lit : le carbone réagit (+) avec le dioxygène pour donner ( ) du dioxyde de carbone III. Méthane et butane : des gaz combustibles. Le méthane est un gaz de formule CH 4. Il est principalement contenu dans le gaz naturel (dit : gaz de ville). Le butane est un gaz de formule C 4 H 10. Il est contenu dans les briquets, les bouteilles «camping-gaz» Ce sont des gaz combustibles. Leur combustion dégage beaucoup de chaleur. Le méthane et le butane servent de combustibles pour les cuisinières, chaudières... IV. La combustion complète du butane. Rappel : pour faire une combustion, il faut un combustible et un comburant. Étudions la combustion dans l air du butane (qui sort du briquet). La flamme du briquet est de couleur bleue (et légèrement orangée) Interprétations : Si on place un tube à essai froid au-dessus de la flamme, on met en évidence : la production de vapeur d'eau. On rajoute un peu d eau de chaux dans ce tube. L'eau de chaux se trouble : il y a formation de dioxyde de carbone. 1- Quel est le combustible de cette combustion? Le combustible est le butane C 4 H 10.

3 2- Quel est le comburant? Le comburant est le dioxygène de l air O Que signifie la formation de buée sur les parois du tube? La vapeur d eau s est liquéfiée sur le tube froid : c est de la buée H 2 O. 4- Quel est le rôle de l eau de chaux? L eau de chaux permet de détecter le dioxyde de carbone CO 2 en se troublant. 5- La combustion du méthane est-elle une transformation chimique? Oui, c'est une transformation chimique car des réactifs disparaissent et des produits apparaissent. 6- Quels sont les réactifs de la réaction? Les réactifs sont le butane et le dioxygène de l air. 7- Quels sont les produits de la réaction? Les produits sont l eau et le dioxyde de carbone. 8- Écris le bilan de la réaction de combustion du butane : Nom butane + dioxygène dioxyde de carbone + eau Formule C 4 H /2 O 2 4 CO H 2 O Lorsque qu'il y a suffisamment du dioxygène, la combustion du butane est complète, et la flamme est bleue. La combustion produit de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone, produits qui ne peuvent pas brûler. V. La combustion incomplète du butane Matériel : un briquet contenant du butane, une coupelle, une pince en bois. Protocole : Schéma : - Allumer un briquet. - Maintenir une grande flamme. - Tenir la coupelle au-dessus de la flamme. - Observer. Interprétations : 1- Quelles sont les caractéristiques de la flamme? La flamme est jaune et éclairante. 2- Quel est le combustible de la combustion? Le combustible est le butane.

4 3- Quel est le comburant? Le comburant est le dioxygène de l air. 4- Quelle est la nature du dépôt noir formé sur la surface de la coupelle? Il s agit de carbone qui n a pas brûlé. 5- Quels sont les réactifs de la réaction? Les réactifs sont le butane et le dioxygène. 6- Quels sont les produits de la réaction? Les produits sont le carbone, l eau et le monoxyde de carbone. Remarque : les particules de carbone qui n ont pas brûlé sont portées à incandescence, ce qui donne une couleur jaune à la flamme. 7- Écris le bilan de la combustion incomplète du butane : Nom Butane + dioxygène Dioxyde de carbone + eau + carbone + monoxyde de carbone Lorsque qu'il manque du dioxygène, la combustion du butane est incomplète. En plus de produire de l'eau et du dioxyde de carbone, elle forme aussi du carbone et du monoxyde de carbone, gaz toxique, incolore et inodore.

5 VI. Les dangers des combustions. Les combustions réalisées dans la vie courante (cuisine, chauffage, moteur ) présentent différents risques : L incendie : se propage si une matière combustible (rideau, bois...) est près d une flamme. L explosion : se produit lorsqu'une source de chaleur est proche d'un gaz combustible, mélangé à l air dans certaines proportions. L asphyxie des personnes : il devient impossible de respirer si le dioxygène de l air d une pièce est consommé par une combustion. L intoxication : si la combustion est incomplète, il y a émission de monoxyde de carbone, gaz toxique. Je dois savoir chapitre C 04 Les définitions de combustibles, comburant, combustion qu'il faut un apport d'énergie thermique pour faire une combustion le bilan de la combustion du carbone (réactifs --> produits) le bilan de la combustion complète du butane (réactifs --> produits) le bilan de la combustion incomplète du butane (réactifs --> produits) que l'eau de chaux sert à détecter la présence de dioxyde de carbone en se troublant que le monoxyde de carbone est un gaz toxique, incolore et inodore les risques liés à une combustion