Fiche de révision : Les réactions de combustion

Modélisation de la réaction de combustion

• La combustion de composés organiques produit du dioxyde de carbone et de l’eau.
• La combustion d’un alcane ou d’un alcool est dite complète si elle ne produit que du dioxyde de carbone et de l’eau.
• L’équation-bilan de la combustion complète d’un alcane peut s’écrire sous la forme générale :

$$\text{C}_n \text{H}_m + (n + \dfrac{m}{4}) \text{O}_2 \to n \text{CO}_{2,(\text{g})} + \dfrac{m}{2} \text{H}_2 \text{O}_{(\text{l})}$$

• L’équation-bilan de la combustion complète d’un alcool peut s’écrire sous la forme générale :

$$\text{C}_n \text{H}_{m}\text{O} + (n + \dfrac{m}{4} - \dfrac{1}{2}) \text{O}_{2} \to n \text{CO}_{2,(\text{g})} + \dfrac{m}{2} \text{H}_{2}\text{O}_{(\text{l})}$$

• La combustion complète d’un alcane ou d’un alcool est une réaction chimique de type oxydoréduction, au cours de laquelle l’alcane ou l’alcool est oxydé en dioxyde de carbone et le dioxygène réduit en eau.

Énergie libérée par une combustion

• Une combustion est une réaction exothermique.
• Une réaction exothermique dégage de l’énergie sous forme de chaleur.
• La capacité calorifique massique $c$ d’une substance est la quantité de chaleur à fournir à un kilogramme de cette substance pour en élever la température de $1\ \text{K}$.
• Elle est mesurée en joule par kilogramme par kelvin ($\text{J}\cdot \text{kg}^{-1}\cdot \text{K}^{-1}$).
• L’énergie de liaison $E_\text{l}$ d’une molécule est l’énergie associée aux liaisons covalentes de celle-ci. Cela correspond à l’énergie à fournir pour former toutes les liaisons covalentes de cette molécule, à partir des atomes isolés.
• Cette énergie est négative ou nulle.
• Lors d’une réaction chimique, de l’énergie est consommée pour briser des liaisons covalentes, puis de l’énergie est libérée quand de nouvelles liaisons sont créées.
• L’énergie de réaction d’une réaction chimique est la différence entre les énergies de liaison des réactifs et celles des produits.
• Si la différence est positive, la réaction est endothermique. Si cette différence est négative, la réaction produit de l’énergie sous forme de chaleur : elle est exothermique.
• L’énergie de réaction d’une combustion est donc négative.
• L’énergie molaire de combustion d’un combustible $E_\text{m}$ est la chaleur libérée par la combustion complète d’une mole de ce combustible.
• Elle est négative et mesurée en joule par mole ($\text{J}\cdot \text{mol}^{-1}$).
• Le pouvoir calorifique d’un combustible $q$ est la chaleur libérée par la combustion d’un kilogramme de ce combustible.
• Il est positif et mesuré en joule par kilogramme ($\text{J}\cdot \text{kg}^{-1}$).

$$q = \dfrac{\vert E_\text{m}\vert}{M}$$