BOOST PHYSIQUE-CHIMIE - COMBUSTIONS

I. Le triangle du feu

Pour avoir une combustion (quelque chose qui brûle), il faut absolument avoir trois choses présentes. Le combustible, ce qui va brûler (bois, papier, gaz, alcanes, alcools, etc), un comburant (dioxygène) et une énergie d’activation (étincelle, etc).

Dans le cas du briquet, le combustible est le gaz présent à l’intérieur du briquet, le comburant est le dioxygène de l’air et l’énergie d’activation est soit électrique soit mécanique par le frottement engendré par la rotation de la molette.

II. Oxydation du combustible

Une combustion est une réaction chimique, c’est une oxydation du combustible. Elle fait partie des réactions d’oxydo-réduction. Cette combustion peut être complète ou incomplète.

- Si la combustion est complète, on aura les produits H₂O et CO₂. On aura uniquement CO₂ dans le cas de la combustion du carbone et H₂O dans le cas de la combustion du dihydrogène. On a l’équation d’oxydation complète de l’éthanol : C₂H₆O(l)+3O₂(g) -> 2CO₂(g) + 3H₂O(l). Attention à ce qu’elle soit équilibrée. On commencera par équilibrer les C, les H puis les O.

- Si la combustion est incomplète, on obtiendra du carbone (C) et du monoxyde de carbone (CO). Le CO est très dangereux car il est inodore, incolore et sans saveur et va se fixer sur les globules rouges et provoquer des intoxications.

III. Aspect énergétique

On doit connaître le pouvoir calorifique (PC) qui correspond à l’énergie dégagée par la combustion d’un kilogramme de combustible. Il y a un PC pour chaque combustible, qui est donné dans les exercices ou que l’on devra retrouver.

Par exemple : PC(C2H6O) = 29MJ.kg^-1 et PC(bois) = 15MJ.kg^-1.

On peut être amené à calculer l’énergie libérée dans une combustion. Pour cela on a la formule : $Q = m \times PC$, avec $Q$ en Joules, $m$ la masse en kg et $PC$ le pouvoir calorifique en J.kg^-1. Ce sont souvent des nombres très grands donc attention aux conversions !

Enfin, on doit avoir quelques connaissances sur les combustions. Le problème lié aux combustions est qu’elles sont très dangereuses, le carbone et la vapeur d’eau sont des gaz à effet de serre, les combustibles sont souvent des sources d’énergies non renouvelables (exploitées plus vite que renouvelées). On est actuellement en train de trouver des alternatives avec notamment les agro-carburants.