Combustions et équations chimiques

Thèmes abordés

Combustion, dioxyde de carbone, équation chimique, biomasse, énergie

Résumé du document

Le document contient un exercice corrigé sur le thème de la combustion, du dioxyde de carbone et de l'énergie libérée.

Extraits

[...] Par le même raisonnement qu'en on trouve qu'il faut 0,067 kg de biomasse pour produire 1 MJ. La masse molaire de la biomasse est donnée à 162 g/mol. D'où : n(biomasse) = m(biomasse) / M(biomasse) = 0,067 kg / 162 g/mol = 0,413 mol On en déduit : n(CO2) = 6 x n(biomasse) = 6 x 0,413 mol = 2,478 mol La masse molaire du CO2 étant 44 g/mol, la masse correspondante est : m(CO2) = n(CO2) x M(CO2) = 2,478 mol x 44 g/mol = 109,0 g Pour résumer, la combustion de la biomasse produisant 1 MJ libère une masse de CO2 de 109,0 soit environ 1,5 fois plus que pour l'essence. [...]

[...] Pour qu'une combustion ait lieu, il faut que trois conditions soient réunies : la présence d'un combustible, d'un comburant comme l'oxygène, et d'une source de chaleur apportée par une étincelle ou une flamme par exemple. Au niveau moléculaire, la combustion implique des réactions d'oxydo-réduction. Le combustible comme l'essence ou la biomasse contiennent des liaisons riches en énergie entre des atomes de carbone et d'hydrogène. Lors de la combustion, ces liaisons vont être rompues sous l'effet de la chaleur et du dioxygène présent. L'oxygène a la propriété de capter très facilement les électrons des atomes de combustible. Il va donc "dérober" des électrons aux molécules combustibles pour former de nouvelles liaisons avec leur atome. [...]

[...] POINT SUR LES EQUATIONS CHIMIQUES : Exemple de l'équation : 2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O Cette équation décrit une combustion complète de l'octane (C8H18). Les réactifs sont à gauche de la flèche : 2 molécules d'octane (C8H18) et 25 molécules d'oxygène Les produits sont à droite de la flèche : 16 molécules de dioxyde de carbone (CO2) et 18 molécules d'eau (H2O) Cette équation permet de déterminer : Le rapport stœchiométrique entre les réactifs et produits La quantité d'oxygène nécessaire à la réaction Les gaz résultant de la combustion (CO2 et H2O) On peut en déduire un rapport de proportionnalité. [...]

[...] L'oxydation progressive du combustible libère sous forme de chaleur l'énergie stockée préalablement dans les liaisons chimiques rompues. Cette réaction exothermique s'auto-entretient dès qu'elle a démarré, l'apport continu en oxygène alimentant la combustion tant qu'il reste du combustible et du comburant. La flamme représente la zone de réaction où les gaz brûlés chauds ralentissent suffisamment pour que des réactions se poursuivent. La combustion permet de convertir efficacement l'énergie chimique contenue dans les combustibles fossilisés durant des millions d'années, en énergie thermique utilisable. [...]

[...] L'essence correspondant à la formule C8H18, on en déduit : n(CO2) = 8 x n(essence) = 8 x 0,202 mol = 1,616 mol On vérifie bien que n(CO2) = 8 x n(essence), conformément à l'énoncé. En déduire la masse de dioxyde de carbone 𝑚𝐶𝑂2 libérée dans l'atmosphère. La masse molaire du CO2 est donnée : 44 g/mol. On peut calculer la masse correspondante : m(CO2) = n(CO2) x M(CO2) = 1,616 mol x 44 g/mol = 71,1 g Donc la masse de dioxyde de carbone libérée dans l'atmosphère pour une combustion produisant 1 MJ d'énergie à partir d'essence est de 71,1 g. [...]