Combustion du butane : Activité STI2D

1ere STI2D Thème 2 : Matière et matériaux
Chapitre 12 : La combustion
Activité 1 : Complète ou incomplète ?
Un briquet contient du gaz le butane, qui est un alcane de formule brute C4H10. Lorsqu’une flamme apparaît, le butane
réagit avec le dioxygène de l’air. On peut régler le débit du gaz du briquet pour obtenir une flamme bleutée ou une
flamme jaune.
è Quels sont les produits qui se forment lors de la combustion du butane ?
Document 1 : Combustions complète et incomplète
La combustion est une transformation chimique produisant de la chaleur. Elle n’a lieu que si
un combustible (bois, essence, méthane, …), un comburant (généralement le dioxygène) et de
l’énergie (sous forme de chaleur généralement) sont réunis.
Une combustion est dite complète si les seuls produits de la transformation sont le dioxyde
de carbone CO2 et l’eau H2O.
Lorsque le comburant (le dioxygène le plus souvent) n’est pas présent en quantité suffisante
la combustion est incomplète et génère des suies (matière noire très riche en carbone), du monoxyde de carbone
(gaz très dangereux car inodore, incolore et sans saveur), du dioxyde de carbone et de l’eau.
Document 2 : Combustion du butane
Document 3 : Test d’identification des gaz
ldentifier les produits d'une combustion
[!![ Combustions complète et incomplète
La combustion est une transformation chimique produisant de la chaleur. Elle n'a lieu que si un
combustible (bois, essence, méthane, fer...), un comburant (généralement le dioxygène) et de
lénergie (sous forme de chaleur généralement) sont réunis.
La combustion dite complète est une réaction de combustion oir les seuls produits sont le
dioxyde carbone CO, et l'eau HrO.
Lorsque le comburant (le dioxygène le plus souvent) n'est pas présent en quantité suffisante
la combustion est incomplète et génère des suies (matière noire très riche en carbone) et du
monoxyde de carbone CO qui est un gaz très dangereux car inodore, incolore et sans saveur.
Combustion du butane
On étudie la combustion d'un alcane, le butane, utilisé
comme combustible dans les briquets.
Ce gaz est aussi utilisé comme carburant mélangé à d'autres
hydrocarbures sous forme de CPL (gaz de pétrole liquéfié).
, 1'" manipulation
Régler le briguet de façon à obtenir une flamme bleue et
placer juste au-dessus de la flamme un tube à essai froid.
Observer les parois du tube et indiquer quelle espèce
chimique est mise en évidence.
2" manipulation
Refaire la même opération er inrroduire rapidement quelques millilitres dêau de
chaux dans le tube à essai.
Boucher rapidement et agiter.
Observer la solution dans le tube. Quelle espèce chimigue a-t-on mis en évidence ?
. 3" manipulation
Régler le briquet de façon à obtenir une flamme jaune et placer juste au-dessus de
la flamme un verre de montre.
Observer le verre de montre: quelle est la nature du dépôt observé ?
depot---\/;ïi,.:'
faparités
)ldentifier les produits d'une combus-
tion complète pour établir l'équation de
la.réaction conespondante
)Ecrire et exploiter une équation
chimique de combustion incomplète
pour un carburant donné, Ies produits
étant indiqués
ÉrurRcrr
--'--'-----lube
à essai
briquet
briquet
noir
É--;;,.,
L:ii:i
GFEEf,'IH
O Quelle est la nature du composé mis en évidence à la 1" manipulation ?
Par quel test peut-on le confirmer ?
A 0bserver la solution dans le tube après la 2' manipulation. Qu'observe-t-0n ?
0uelle est l'espèce chimique mise en évidence par ce test ?
O , Écrire l'équation bilan de combustion complète du butane dans le dioxygène de l'air.
O : Ouelle est la nature du dépôt obtenu à la 3' manipulation ?
[| La 3' manipulation correspond-elle à une combustion complète ou incomplète ?
@ Équilibrer l'équation bilan suivante :
CoH.r+ 0r->2C0r+ C0+ C+ .HrO
l
T
Activité expéri mentale TP
Doc.2
ot: ,'l
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t
o
T-
160 PARTIE II . MATIÈBE ET MATÉBIAUX

1ere STI2D Thème 2 : Matière et matériaux
S’approprier :
1. Donner la formule de Lewis des molécules de dioxyde de carbone et d’eau.
2. Donner la définition d’un réactif.
Analyser :
3. Dans le cas de la combustion du butane, quels sont les réactifs de la transformation chimique ?
4. a. Quelle est la nature du composé mis en évidence à la 1ere manipulation ?
b. Par quel test peut-on le confirmer ?
5. a. Qu’observez-vous dans le tube à essais après la 2ième manipulation ?
b. Quelle est l’espèce chimique mise en évidence ?
6. A partir de vos réponses précédentes, écrire l’équation bilan de combustion complète du butane.
7. Quelle est la nature du dépôt formé lors de la 3ième manipulation ?
8. En déduire si la combustion réalisée lors de la 3ième manipulation est complète ou incomplète.
9. Etablir l’équation bilan de cette réaction de combustion effectuée lors de la 3ième manipulation.