III) Combustion

Objectifs:

 

Observer une transformation chimique

Connaître le produit de la combustion du carbone

Identifier les réactifs et les produits d'une transformation chimique

Ecrire le bilan d'une transformation chimique

Connaitre la définition d'une transformation chimique

Connaitre les dangers d'une combustion incomplète

Connaître quelques règles élémentaires de sécurit
Qu'est-ce qui brûle dans un feu de forêt, dans une cuisinière ?
1)Combustion du carbone

C'est un solide que l'on trouve 
  • dans notre trousse sous la forme de mine de crayon, 
  • dans les piles sous forme d'électrode (il est alors appelé du graphite).
  • On le trouve aussi dans nos barbecues sous forme de charbon de bois.
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). 

 Dans l’air, le fusain rougit mais ne produit pas de flamme (incandescence) Dans le dioxygène la combustion est très vive, avec des flammes et un dégagement de chaleur important.

 

Au bout d’un moment la combustion cesse, car le dioxygène du flacon est épuisé . 

Le fusain a diminué de volume

 

Au cours de la combustion du carbone deux corps ont été consommés : Le dioxygène et du carbone. 

  On verse de l’eau de chaux dans chaque  flacon

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.

Ce test montre qu'il s’est formé du dioxyde de carbone au cours de cette combustion. 

Au cours de la combustion, un corps nouveau s’est formé: du dioxyde de carbone. Il s’est produit une transformation chimique entre le carbone et le dioxygène.

Le carbone et le dioxygène sont les réactifs de cette transformation chimique. Le dioxyde de carbone est le produit.

 Au cours de cette transformation chimique 2 corps ont été consommés, le dioxygène et du carbone (les réactifs), tandis qu'un corps nouveau s'est formé: le dioxyde de carbone, (le produit).

La combustion du carbone dans le dioxygène est une transformation  chimique au cours de laquelle le carbone (le combustible) brûle dans le dioxygène (le comburant) en produisant de la chaleur

 Bilan de cette transformation chimique

CARBONE + DIOXYGÈNE  ->  DIOXYDE DE CARBONE

2)La combustion du butane                

Un briquet ou une bouteille de réchaud à gaz contiennent du butane  liquide surmonté de gaz sous pression.     

 

L'ouverture du robinet laisse échapper le gaz que l'on peut alors enflammer en toute sécurité

On place au dessus de la flamme du briquet un flacon sec puis on retourne le flacon et on dépose au fond une spatule de sulfate de cuivre anhydre; Il devient bleu

 .
La combustion du butane produit de l'eau

 

 On refait la même chose avec un autre flacon mais cette fois on verse de l'eau de chaux dans le flacon retourné. Elle se trouble

La combustion du butane produit du dioxyde de carbone et d l'eau 

Au cours de cette combustion, du butane et du dioxygène réagissent et se transforment pour former du dioxyde de carbone et de l’eau .

La combustion du butane est une transformation chimique.

Le butane et le dioxygène sont les réactifs

Le dioxyde de carbone et l’eau sont les produits.

Bilan de la combustion complète du butane

BUTANE + DIOXYGÈNE  ->  DIOXYDE DE CARBONE   +   EAU

Toutes ces réactions de combustion dégagent de l'énergie sous forme de chaleur.

Une transformation chimique est une transformation au cours de laquelle des corps (les réactifs) réagissent ensemble et sont consommés pour former des corps nouveaux (les produits) 

3) Les combustions incomplètes  

Lorsqu'une gazinière est mal réglée la flamme est jaune et du noir se forme sur le fond des casseroles, pourquoi? 41 14/10/16

Activité expérimentale p 46

On réalise l'expérience suivante:

On allume un briquet la flamme est bleue

On augmente le débit de gaz, la flamme devient jaune.

On approche une coupelle  de  verre de la flamme.

On observe sur la coupelle un  dépôt  noir de carbone

En augmentant le débit de gaz, la combustion du butane produit des particules de carbone en plus du dioxyde de carbone et de l'eau, 

On dit que la combustion est incomplète car ces particules de carbone peuvent encore brûler. Ce sont ces particules portées à incandescence qui donnent à la flamme sa couleur jaune.

Lorsque l'arrivée d'air est insuffisante, la combustion du butane ou du méthane est incomplète et produit en  plus du dioxyde de carbone et de l'eau, du carbone mais aussi un gaz très toxique le monoxyde de carbone

4) Les dangers des combustions 

activité p 47

  • brûlure

  • incendie

  • asphyxie : lorsque la combustion produit du dioxyde de carbone, on dit que la combustion est complète car le dioxyde de carbone ne peut plus brûler. Le dioxyde de carbone n’est pas un gaz toxique. Par contre si le local n’est pas aéré il remplace le dioxygène et ne permet pas de respirer.

  • Intoxication : Dans certaines conditions, si l’arrivée d’air sur le combustible est insuffisante, la combustion est incomplète et  produit du carbone(noir de fumée) et un gaz toxique, incolore et inodore : le monoxyde de carbone.  

Le monoxyde de carbone est très toxique car il prend la place du dioxygène sur les cellules chargées de le transporter dans notre organisme.

Pour limiter les dangers des combustions il faut respecter des règles élémentaires de sécurité.

  • N’utiliser que des appareils de chauffage en bon état.

  • Ne pas boucher les aérations

  • Ne jamais faire fonctionner un moteur thermique dans un local fermé.  

5) Activité documentaire p 51 Fumer tue