IV) Combustion de quelques métaux

 

1)Combustion du fer dans l’air

Un fil de fer placé dans une flamme rougit mais ne brûle pas dans l’air. Il devient incandescent

 

De la limaille de fer projetée dans une flamme brûle dans l’air avec formation d’étincelles. Il se forme de petits grains gris d’oxyde de fer.  

Lorsque le fer est finement divisé (poudre), il brûle dans l’air.

2) Interprétation de la combustion du fer

On réalise l’expérience suivante :

 

La combustion du fer dans le dioxygène est très vive, avec projection d’étincelles et dégagement de chaleur important. 

Après quelques instants la combustion cesse car tout le dioxygène du flacon est épuisé.

 Il s'est formé des petits globules gris d’oxyde de fer.

Le sable au fond du bocal à pour rôle de le protéger de la chaleur.

La combustion du fer dans l’air ou le dioxygène est une réaction chimique au cours de laquelle du fer et du dioxygène réagissent pour former un oxyde de fer.  

C’est  une réaction exoenergétique.

3) Equation-bilan de la combustion du fer

Bilan de cette réaction chimique :

Fer            +      dioxygène            oxyde de fer

 

Le  fer est constitué d’atomes de fer symbole (Fe)

Le dioxygène est constitué de molécules de dioxygène symbole (O2).

Le produit est un oxyde fer (oxyde magnétique de fer) qui a pour formule Fe3O4.

Equation-bilan :

 

 Fe                +      O2                        Fe3O4

 

Equilibrons cette équation-bilan   voir (FM 14 : Equilibrer l’équation-bilan d’une réaction chimique)

 

 3Fe               +     2O2                        Fe3O4

Au cours de la  réaction chimique les atomes présents dans les réactifs se réarrangent et se retrouvent en même nombre dans les produits. Les coefficients placés devant  les formules traduisent la conservation des atomes.

La masse de l’oxyde fer formé est égale à la somme des masses de dioxygène et de fer disparus.  

Au cours de toute réaction chimique il y a conservation des atomes et de la masse. Ceci a été montré par Lavoisier au 18° siècle.  

4)Activtié expérimentale p 52 Utiliser la conservation de la masse  

Schéma 2 p 52

  • Avant la combustion le fer est gris et brillant, après la combustion il a été en partie remplacé par un solide noir

  • La pile est en court-circuit ce qui chauffe la laine de fer et provoque sa combustion.

  • Les réactifs de cette réaction  chimique, sont le fer et le dioxygène, le produit est un oxyde de fer.

  • L'augmentation de masse est de 0.9 g. Elle est due à l'union d'atome d'oxygène provenant du dioxygène de l'air avec les atomes de fer.

  • Curiosus a tort car dans la première pesée on ne pèse pas le dioxygène qui va réagir avec le fer.

Au cours d'une réaction chimque, la masse totale de tous les réactifs est égale à la somme des masses des produits formés

5)Combustion de l’aluminium, du zinc et du cuivre.

 

De la poudre d’aluminium projetée dans une flamme brûle vivement en projetant des étincelles. Il se forme une poudre blanche d’oxyde d’aluminium (alumine).  

Au cours de cette réaction chimique de l’aluminium (Al) et du dioxygène (O2) disparaissent pour former un oxyde d’aluminium qui a pour formule Al23  

Bilan de cette réaction chimique

Aluminium         +       dioxygène           oxyde d’alumnium

 

Equation-bilan

     4Al                +               3 O2                            Al23  

Cette réaction chimique est une oxydation elle est exoénergétique.

   

De la poudre de zinc  projetée dans une flamme brûle vivement avec des étincelles et formation d’une fumée blanche d’oxyde de zinc.

 Au cours de cette réaction chimique du zinc (Zn) et du dioxygène O2 disparaissent pour former un oxyde de zinc qui a pour formule ZnO

      Bilan de cette réaction

Zinc         +     dioxygène                            oxyde de zinc

Equation-bilan

2Zn          +          O2                                 2ZnO

Cette réaction chimique est une oxydation elle est exoénergétique

 

De la poudre de cuivre projetée dans une flamme brûle émettant une lumière verte. Il se forme une poudre noire d’oxyde de cuivre.

Au cours de cette réaction chimique du cuivre (Cu) et du dioxygène (O2) disparaissent pour former un oxyde de cuivre qui a pour formule CuO

       Bilan de cette réaction

Cuivre         + dioxygène                            oxyde de cuivre

 

2Cu             +        O2                                  2CuO

Cette réaction chimique est une oxydation elle est exoénergétique  

6)Activité documentaire p 53  Une bombe de poussières.