L’oxygène et la combustion

Présentation au sujet: "L’oxygène et la combustion"— Transcription de la présentation:

1 L’oxygène et la combustion

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3 Défaut de comburant

4 Augmentation du comburant

5 Réaction dans l’oxygène pur

6 Réaction de combustion Lente avec des métaux

7 Quand le fer (ou l'acier) entre en contact avec l'eau, un processus électrochimique lent commence. Sur la surface du métal, du fer (état d'oxydation: 0) est oxydé pour passer à l'état d'oxydation II : Fe + 2OH- → Fe(OH)2 + 2e− pendant que le dioxygène de l'air (degré d'oxydation 0) est réduit en ion hydroxyde : 2H2O + O2 + 4e- → 4OH- Lors de la seconde étape (quasi instantanée) l'hydroxyde de fer II est rapidement oxydé en hydroxyde de fer III selon cette réaction : 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3 Finalement, cet hydroxyde de fer III se transforme spontanément en oxyde de fer III hydraté selon l'équation-bilan suivante : 2Fe(OH)3 → Fe2O3.3H2O

8 Réaction de combustion vive avec des métaux

9 La poudre de fer est une poudre noire, très fine
versée sur la flamme d'un bec Bunsen, la poudre brûle vivement dans l'air  Il se forme des particules bleu-nuit d'oxyde de fer

10 La poudre de cuivre est une poudre rouge
versée sur la flamme d'un bec Bunsen, la poudre brûle avec une flamme verte dans l'air  Il se forme une poudre noire d'oxyde de cuivre

11 La poudre de zinc est une poudre grise, farineuse
versée sur la flamme d'un bec Bunsen, la poudre brûle dans l'air en formant des fumées blanches   Il se forme une poudre blanche d'oxyde de zinc

12 La poudre d'aluminium est une poudre grise métallisée
versée sur la flamme d'un bec Bunsen, la poudre brûle dans l'air avec quelques étincelles   Il se forme une poudre blanche d'oxyde d'aluminium (alumine)

13 Flammes colorées, de gauche à droite 
violet pâle (potassium), rose fuchsia (lithium), rouge (strontium), orangé (calcium), jaune (sodium). Crédit photo : © 2006 S. Querbes pour Anima-Science et Les atomes crochus.

14 Combustion d'un ruban de magnésium. © 2006 S
Combustion d'un ruban de magnésium. © 2006 S. Querbes pour Anima-Science et Les atomes crochus.

15 Masse du produit formé

16 La masse du produit formé

17 Applications

18 Réaction aluminothermique sur une pièce en fer
Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3 oxydation de l'aluminium : Al + 3O2- → Al2O3 + 6e- réduction de l'oxyde de fer : Fe2O3 + 6e- → 2Fe + 3O2-

19 Oxycoupage d'une brame d'acier
Une flamme de chauffe (oxy-gaz) pour l'amorçage et l'entretien de la coupe, où plusieurs types de gaz, tel que l'acétylène, peuvent être utilisés. Un jet de coupe central d'oxygène pur, venant en milieu de buse, qui permet la combustion dans la saignée et sur toute l'épaisseur à couper. Ce jet de coupe a aussi un rôle mécanique d'élimination des oxydes formés (scories). L'efficacité de la coupe sera améliorée par un très haut degré de pureté de l'oxygène.

20 Lance thermique Cette technique consiste principalement en l’utilisation d’oxygène qui est injecté dans un tube métallique composé de fils. L’extrémité de ce tube est allumée par chauffe, généralement par un poste oxyacétylénique ou un arc électrique. La lance allumée permet la découpe et le perçage rapide de presque tous les matériaux car les matériaux percés servent de combustible à l’oxygène de la lance. Utilisation de lance thermique sur un pont du réseau ferré pour son démantèlement et préparation pour remplacement. Découpe d'un bloc d'aluminium de 2 mètres en moins de 2 minutes

21 L’oxygène dans les molécules

22

23 L’oxygène dans la combustion du gaz de ville

24 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

25 Lors d'une combustion complète, le réactif brûlera en présence de dioxygène (comburant), ce qui limite les produits de la réaction. Quand un hydrocarbure brûle dans le dioxygène, les produits sont ainsi uniquement du dioxyde de carbone et de l'eau.(douce ou dure) Quand des éléments comme le carbone, l'azote, le soufre, et le fer sont brûlés, on remarque la production des oxydes les plus communs. Réactif Produit Carbone Dioxyde de carbone Azote Dioxyde d'azote Soufre Dioxyde de soufre Fer Oxyde de fer (III)