Chapitre 4 : Les combustions
I) Comment éteindre un incendie ?
Expérience : On allume une bougie. La mèche de la bougie brûle.
Problème : Comment faire pour éteindre la mèche de la bougie ? Solution 1
On souffle dessus Solution 2
On jette de l'eau sur la mèche
Solution 3
On supprime la mèche en la coupant
Observation La mèche s'éteint lorsque l'on souffle dessus
La mèche s'éteint au contact de l'eau
La mèche cesse de bruler lorsqu'on la coupe
Interprétation Pourquoi l'effet de souffler sur la mèche stoppe-t-il la combustion ?
Le souffle a pour effet de chasser l'air présent autour de la flamme. La combustion ne s'effectue pas sans air.
Pourquoi l'ajout d'eau permet-il d'éteindre la mèche ?
L'eau a pour effet de refroidir la mèche de la bougie. La combustion ne se fait pas sans chaleur.
En quoi le fait de retirer la mèche permet-il de stopper la combustion de la bougie ? Il ne peut y avoir de combustion sans la mèche
Conclusion
L'air est indispensable à la combustion.
Une source de chaleur est indispensable a la combustion
La mèche est indispensable a la combustion
Il suffit de supprimer l'un de ces 3 éléments pour que la combustion s'arrête Étude du document du livre p 66 : Triangle du feu et la lutte contre l'incendie
Correction :
1- Les trois éléments indispensables à toute combustion sont :
✔ l'énergie d'activation (source de chaleur)
✔ le combustible
✔ le comburant
2- On peut représenter une combustion par « le triangle de feu », car toute combustion nécessite impérativement de réunir les trois éléments de ce triangle.
3- La plupart des incendies domestiques se déclarent dans les cuisines car c'est le lieu de la maison ou la probabilité de réunir les trois éléments du triangle du feu est le plus important. En effet, la cuisine regorge de combustibles (huile, gaz de ville, alcool), de sources de chaleur (plaques de cuisson, four …) et bien entendu le comburant est présent dans l'air contenu dans la pièce.
4- Si le contenu d'une casserole s'enflamme, la marche a suivre est d'éliminer un des cotés du triangle du feu :
➔ on supprime le combustible en éloignant la casserole de la cuisinière
➔ on supprime le comburant en étouffant les flammes avec un torchon humide ou un couvercle
➔ On supprime la source de chaleur en éteignant la cuisinière.
A retenir :
Une combustion nécessite obligatoirement trois éléments :
• le combustible (papier, bois, essence, pétrole, huile, charbon ...)
• le comburant (le dioxygène de l'air)
• l'énergie d'activation (source de chaleur)
C'est ce que l'on appelle le triangle du feu. Pour éteindre un feu, il suffit de supprimer un seul de ces trois éléments.
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II) La combustion du carbone : Voir la vidéo de l'expérience
Expérience : on réalise la combustion d'un morceau de fusain (carbone) dans le dioxygène.
Exploitation de l'expérience : Activité 2 du livre p 59 Qu'est-ce qu'une transformation chimique ? Correction :
1- Le volume du morceau de fusain diminue lors de la combustion. Le carbone disparaît donc au cours de la combustion.
2- La buchette incandescente plongée dans le flacon après la combustion s'éteint brutalement ce qui prouve que le flacon ne contient plus de dioxygène après combustion.
3- On appelle réactifs les corps qui disparaissent au cours de la combustion. Les réactifs de cette combustion sont donc le carbone et le dioxygène.
4- L'eau de chaux se trouble, ce qui indique la présence de dioxyde de carbone dans le flacon après la combustion.
5- La combustion du carbone est une transformation chimique au cours de laquelle des réactifs disparaissent (le carbone et le dioxygène) et un produit apparaît (le dioxyde de carbone).
A retenir :
Une combustion est une transformation chimique au cours de laquelle des réactifs disparaissent et des produits apparaissent.
Ainsi la combustion du carbone est une transformation chimique dont le bilan s'écrit :
Réactifs Produits
Carbone + dioxygène Dioxyde de carbone
Lorsqu'on lit ce bilan on comprend : « Le carbone réagit avec le dioxygène pour donner du dioxyde de carbone »
III) La combustion du butane :
Remarque : La combustion du butane (gaz contenu dans les briquets) est similaire a la combustion du méthane (gaz de ville) étudiée dans le livre activité 1 p 74.
Voir la vidéo de l'expérience Expérience :
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« Réagit avec » « Pour donner »
Tube à essais
Briquet ou réchaud à gaz
Observations :
Qu'observe-t-on sur les parois du tube à essai ?
On observe l'apparition de buée, donc une formation d'eau sur les parois du tube à essais.
Que se passe-t-il lorsque l'on ajoute de l'eau de chaux dans le tube à essais ? Lorsque l'on ajoute de l'eau de chaux dans le tube à essais, cette dernière se trouble.
Interprétation : Quels sont les réactifs et les produits de la combustion du butane ?
Les réactifs de la combustion du butane sont le butane (le combustible) et le dioxygène (le comburant).
Les produits de cette transformation sont le dioxyde de carbone et l'eau.
Conclusion : écrire le bilan de cette transformation chimique Le bilan de la combustion du butane est :
Butane + dioxygène eau + dioxyde de carbone Remarque : de même pour la combustion du méthane on a
Méthane + dioxygène eau + dioxyde de carbone IV) Le danger des combustions incomplètes :
Étude du document : article de Ouest France 5 intoxications au monoxyde de carbone Correction :
1- Le malaise de la petite fille et de la voisine est dû à la présence dans l'air d'un gaz nocif : le monoxyde de carbone.
2- Ce taux élevé de monoxyde de carbone était dû à une combustion incomplète (à cause d'un manque de dioxygène) de matière organique (ici vraisemblablement du méthane).
3- L'hémoglobine est une protéine dont le rôle est de transporter le dioxygène dans le sang.
4- Le monoxyde de carbone se fixe sur l'hémoglobine du sang et prend la place du dioxygène. Le dioxygène ne peut alors plus être transporté par le sang. C'est pour cette raison que même à très faible concentration dans l'air, le monoxyde de carbone peut provoquer la mort.
Quelques chiffres : 0,1% de monoxyde de carbone dans l'air tue en une heure.
1% de monoxyde de carbone dans l'air tue en 15 minutes 10% de monoxyde de carbone dans l'air tue immédiatement.
De même, en cas d'intoxication au monoxyde de carbone, il est impératif de subir un traitement pour l'éliminer du corps
5- Le monoxyde de carbone est particulièrement dangereux, car étant incolore et inodore il est indétectable par l'être humain. De plus lorsque les premiers symptômes apparaissent (maux de tête, vomissement) il est bien souvent trop tard et une hospitalisation d'urgence est indispensable.
Chaque année plus de 300 personnes décèdent d'un intoxication au monoxyde de carbone.
6- Quelques précautions simples permettent de diminuer le risque d'intoxication au monoxyde de carbone :
• Ne jamais boucher les aérations et les ventilations à la maison
• faire contrôler régulièrement (au moins une fois par an) et par un professionnel agréé les système de chauffage (chaudière, cheminée …)
• Ne jamais utiliser de système de chauffage d'appoint à combustion (type poëlle …) dans une pièce mal ventilée ou trop petite.
Et pour être vraiment à l'abri, faire installer un détecteur de monoxyde de carbone.
7- Le seul traitement efficace contre les intoxications au monoxyde de carbone est l'hyperoxygénation.
Les victimes doivent être emmenées dans un caisson étanche hyperbare ou elles respirent du dioxygène pur sous une pression de 3 bars, ce qui permet d'éliminer rapidement le monoxyde de carbone présent dans le sang.
4e Chapitre 4 Les combustions 3/4
A retenir :
Lorsque l'alimentation en dioxygène est insuffisante, une combustion est incomplète (elle produit un combustible : le carbone) et libère un gaz très toxique et indétectable par l'être humain : le monoxyde de carbone. Ce gaz tue plusieurs centaines de personnes par an en France.
Le bilan d'une combustion incomplète est :
Combustible + dioxygène carbone + monoxyde de carbone
4e Chapitre 4 Les combustions 4/4
