Combustion : Complète et incomplète

Voici le nouveau réchaud de camping de Michael. Utilisons-le pour une expérience ! Ouvre le robinet de gaz pour permettre au gaz de circuler du réservoir au brûleur. Il n'y a pas encore de flamme. Prend une source de chaleur, comme une allumette allumée, et allume le brûleur.

La flamme apparaît ! Mais si tu utilises un couvercle pour couvrir le réchaud de camping et couper l'alimentation en air, la flamme s'éteint. Et encore une chose: soulève le couvercle, coupe l'alimentation en gaz et approche une autre allumette allumée du brûleur. Le feu ne démarre pas ! Un feu a besoin de trois choses : De chaleur pour s'allumer et entretenir le feu, un combustible qui brûle, et l'oxygène de l'air.

Si tu supprimes l'une de ces choses, le feu s'éteint. Pourquoi? Le feu, ou la combustion, est une réaction chimique, appelée combustion. Comme pour toute réaction chimique, la combustion a besoin de substances pour déclencher la réaction, des réactifs, elle nécessite de bonnes conditions pour se produire, et elle produit de nouvelles substances, des produits. Dans notre expérience, le réactif est le combustible, plus précisément le méthane.

S'il y a assez de chaleur pour que le méthane atteigne la température d'inflammation, le méthane commence à réagir avec l'oxygène de l'air. La combustion est une réaction d'oxydation rapide qui produit des substances riches en oxygène, comme les oxydes. S'il y a beaucoup d'oxygène avec lequel réagir, les produits de la combustion du méthane sont le dioxyde de carbone et l'eau. L'équation chimique de cette réaction est la suivante : une molécule de méthane, contenant un atome de carbone et quatre atomes d'hydrogène réagit avec deux molécules d'oxygène, contenant chacune deux atomes d'oxygène, produisant une molécule de dioxyde de carbone, contenant un atome de carbone et deux atomes d'oxygène, et deux molécules d'eau, avec deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène chacun. Ceci est un exemple de combustion complète qui se produit avec un apport suffisant en oxygène.

Que se passe-t-il s'il n'y a pas assez d'oxygène, comme lorsque le brûleur du réchaud de camping était recouvert ? Lorsqu'il y a trop peu d'oxygène pour que chaque molécule de méthane réagisse avec deux molécules d'oxygène, le dioxyde de carbone et l'eau ne peuvent pas être produits. Une combustion incomplète a lieu. Disons qu'il y a juste assez d'oxygène pour que chaque molécule de méthane réagisse avec trois atomes d'oxygène, soit une molécule et demie d'oxygène. Dans une équation chimique, nous ne pouvons pas avoir une demi-molécule, alors doublons la quantité des deux réactifs : deux molécules de méthane, réagissant avec trois molécules d'oxygène.

Ce sont deux atomes de carbone, huit atomes d'hydrogène et six atomes d'oxygène qui peuvent se recombiner. Quatre atomes d'oxygène se combinent avec deux atomes d'hydrogène chacun, formant quatre molécules d'eau. Cela laisse deux atomes de carbone et deux atomes d'oxygène. Chaque atome de carbone se combine avec un atome d'oxygène, formant deux molécules de monoxyde de carbone. Que se passe-t-il s'il n'y a qu'une seule molécule d'oxygène disponible pour chaque molécule de méthane ?

Et bien, l'hydrogène se combine toujours avec l'oxygène pour former des molécules d'eau, mais il ne reste plus d'oxygène pour se combiner avec l'atome de carbone, pour former un oxyde ! C'est aussi une combustion incomplète. Les produits sont de l'eau et du carbone qui se dépose sous forme de suie. Les réactions de combustion complètes et incomplètes produisent également de l'énergie sous forme de chaleur et de lumière : la combustion complète en fait plus que la combustion incomplète. La chaleur produite lors de la réaction permet à la combustion de se poursuivre.

La combustion est une réaction chimique déclenchée par la chaleur, au cours de laquelle une substance - le combustible - réagit avec l'oxygène. Il s'agit d'une réaction d'oxydation rapide à haute température qui libère de l'énergie sous forme de chaleur et de lumière. Le combustible subit une combustion complète si l'apport d'oxygène est abondant. Le combustible subit une combustion incomplète si l'apport d'oxygène est insuffisant.