Thème : AGIR Défis du XXIe siècle 1

Combustion et énergie chimique Chapitre C15 (livre p312) Combustion et énergie chimique I- Réactions de combustion : Activité expérimentale N°1 à coller 2 2

1- Energie libérée lors de la réaction de combustion : - Pèse la canette mcanette = ……………… et fixe-la. - Verse 150 mL d’eau dans la canette mesurée avec une éprouvette graduée. - Mesure la température de l’ensemble {canette/eau} à l’état initial Ti = ……………… - Pèse la bougie éteinte m1 = ……………… et place la bougie juste en-dessous de la canette. - Entoure le montage d’un cylindre métallique. Allume la bougie. Remue doucement l’eau. - Eteins la bougie quand la température atteint une température finale aux environs de 30°C et relève la valeur Tf = ……………… - Pèse à nouveau la bougie m2 = ……………… Groupe carboxyle Formule brute : C18H36O2

2- Etude du principe de fonctionnement d’une bougie pendant la réaction de combustion : Température de fusion de l’acide stéarique : θfus = 68 °C. Température d’ébullition de l’acide stéarique : θéb = 383 °C. Point éclair de l’acide stéarique : température la plus basse où la concentration des vapeurs émises est suffisante pour produire une déflagration au contact d'une flamme ou d'un point chaud, mais insuffisante pour produire la propagation de la combustion en l'absence de la flamme "pilote". θ = 196 °C.

L’expérience : Vidéo

Interprétation : H = 30 cm H : hauteur d’air contenu dans l’éprouvette au début de l’expérience. h : hauteur de l’eau montée dans l’éprouvette. h/H = 6/30=1/5 1/5 soit 20% c’est aussi la proportion de dioxygène dans l’air. L’eau a été aspirée à une hauteur de 20 % car le dioxygène a été consommé par la combustion de la bougie (la pression a diminué). h = 6cm

1 2 Eau de chaux 4 3

1 2 4 3 partie jaune (carbone) partie sombre (cire gazeuse) Buée : vapeur d’eau condensée Flacon chaud Eau de chaux troublée, présence de dioxyde de carbone 4 3

2- Etude du principe de fonctionnement d’une bougie pendant la réaction de combustion : Température de fusion de l’acide stéarique : θfus = 68 °C. Température d’ébullition de l’acide stéarique : θéb = 383 °C. Point éclair de l’acide stéarique : température la plus basse où la concentration des vapeurs émises est suffisante pour produire une déflagration au contact d'une flamme ou d'un point chaud, mais insuffisante pour produire la propagation de la combustion en l'absence de la flamme "pilote". θ = 196 °C. C18H36O2 + 26 O2  18 CO2 + 18 H2O 9

Cours : - Lors de la combustion complète d’un hydrocarbure ou d’un alcool, le combustible (constitué d’atomes C et H, voire O) réagit avec le comburant (O2) pour former du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O). - Avec un tableau d’avancement, on peut évaluer la masse de CO2, gaz à effet de serre qui participe au réchauffement climatique. Animation effet de serre

II- Aspect énergétique d’une combustion : Une réaction de combustion est toujours exothermique : le système chimique libère de l’énergie Elibérée en J. Elibérée = n × Em, comb n en mol et Em, comb en J.mol-1 compris entre 103 et 104 kJ. mol-1 - Lors de réactions chimiques, les liaisons rompues et formées des molécules ainsi que leurs mouvements font que les molécules libèrent ou captent de l’énergie : on dit qu’elles contiennent de l’énergie chimique.