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CHIMIE : REPONSES AUX QUESTIONS DES EXAMENS- 2ème
QUADRIMESTRE.
I. De la combustion à la corrosion atmosphérique.
II. De l’équilibre calco-carbonique à la corrosion des conduites.
III. De l’humidité des matériaux à la corrosion des maçonneries.
IV. Du potentiel électrochimique à la corrosion galvanique.
V. Des lois de la dilatation à la corrosion par dilatation différentielle.
VI. De la pression osmotique à la purification par osmose inverse.

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1. Objectif énergétique chaudière à condensation ? (Page 73)
Récupérer les plus ou moins 10% d’énergie supplémentaire en refroidissant
d’avantage la t° de l’eau à l’état de vapeur résultant de la combustion.
Après la combustion complète d’un combustible, on trouve dans les produits de la
combustion de la vapeur d’eau (issue de la combustion de l’hydrogène du
combustible) qui peut soit rester à l’état de vapeur, soit se condenser
(changement d’état donc libération d’énergie) à l’état liquide en vue d’en tirer la
chaleur complémentaire de condensation.
2. Quel est le but d’une chaudière à condensation, sa technologie, et pourquoi
rares sont celles équipée d’un brûleur fuel ?
But : produire de la chaleur et récupérer 10% d’énergie supplémentaire.
Techno : Combustion : combinaison entre combustible et oxygène de formule
générale CxHy (=combustibles ; ils contiennent principalement des hydrocarbures
(combinaisons multiples de carbones et d’hydrogènes)).
Augmentation de la surface du radiateur pour refroidir d’avantage la température
de l’eau. Chauffage à basse température pour ramener l’eau du radiateur à la
plus basse température et provoquer la condensation des fumées.
Réponse : Cause de risque de corrosion (si chaudière à mazout par exemple) dû
à la présence de souffre capable de former de l’acide sulfurique sur les conduits
des fumées. SO3 + H2O H2SO4.

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3. Une chaudière se met à rouiller tout particulièrement dans sa partie
inférieure, à l’endroit où un dépôt s’est formé : (Pages 75 et 97)
 Mécanisme de formation de rouille ?
Mécanisme : c’est une corrosion
galvanique, par aération différentielle :
Mis en contact avec de l’eau, le fer va
faiblement se dissoudre sous la forme d’un
ion positif Fe++, et libérer ainsi deux
électrons.
Il envoie donc dans la solution des cations
(fe++) et la barre de fer se charge alors
d’électicité négative.
Si l’eau est partiellement ionisée (robinet)=
H2OH(+) + OH (-)
Une certaine quantité d’ions H+ va donc réagir
sur une partie de métal, en récupérant les
électrons libérés par la dissolution du fer. Ainsi,
ils vont former de l’hydrogène gazeux : 2H(+) + 2e(-)  H2.
Corrosion = circulation d’électrons. Le Fe dissous constitue l’anode (car il est
positif) et l’H qui récupère les électrons constitue la cathode (négative)
(O2 H2O)
Equation : Fe Fe2O3 + Fe(OH) 2 + Fe (OH) 3 (ces deux derniers
oxydes hydratés forment la rouille).
 Pourquoi plus particulièrement sous un dépôt ? (Page 97)
Les zones sous les couches de dépôt (résidus de montage, sédiments présents
dans l’eau (sable, argile),…) au fond d’une chaudière sont des zones très
faiblement aérées. Ces zones constituent les anodes, alors que les zones aérées
deviennent les cathodes (Evans).
Il se produit donc une corrosion par aération différentielle.
Lorsqu’un matériau métallique plonge dans un milieu dont les teneurs en oxygène
sont différentes, il apparaît un courant électrique. La plaque la moins aérée se
dissous dans le milieu et libère des électrons. Cette corrosion par aération
différentielle se rencontre dans les installations de chauffage : les zones sous une
couche de boue au fond d’un radiateur ou d’une chaudière (faiblement aérées)
constituent des anodes, alors que les zones soumises à un débit plus élevé
(fortement aérées) deviennent des cathodes.
Le courant électrique formé, entrera par la borne négative (la cathode) et sortira
par la borne positive (l’anode) où aura lieu la corrosion.
 Comment diminuer le risque de corrosion ?
L’usage d’un filtre à l’entrée du réseau, un filtre avec un pouvoir de rétention de
25 à 50 microns.

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4. Risque d’intox par le monoxyde de carbone ?
Le monoxyde de carbone est un gaz inodore qui va se fixer sur l’hémoglobine
après être respiré, à la place de l’oxygène. Il va ainsi empêcher le transport de
l’oxygène vers les cellules. 0,2% de CO dans l’air suffit à entrainer une mort
après une demi-heure.
Un risque de formation d’un équilibre qui se forme entre l’aspiration des fumées
par la hotte et le tirage thermique de la chaudière :
Dans ce cas, l’air devient +/- immobile.
Il n’y a plus d’apport d’air frais.
 Donc insuffisance d’oxygène.
Et il se fait une combustion incomplète qui se traduit par la production d’imbrûlé
ou d’éléments partiellement oxydés comme le CO.
Equation : C + O2 = CO2 mais C+O2 = CO défaut d’O2 = monoxyde de carbone
= intoxication dans le cas d’une chaudière murale placée dans une cuisine
équipée d’une hotte d’aspiration. (donc retour des sens de fumées)
Solutions : placement d’appareils (chaudières) à ventouses étanches (étanche =
ne prend aucun air local et aucune fumée ne passe vers le local/ elle prend son
air de combustion à l’extérieur (prise d’air placée dans le mur extérieur)). Elle
utilise cet air pour réaliser la combustion, ensuite elle rejette ses fumées vers
l’extérieur (tuyau double concentrique).
On parle de chaudière « étanche » dans la mesure où elle ne prend aucun air du
local et où aucune fumée ne peut passer par celui-ci.
5. On construit rarement des chaudières à condensation alimentées au fuel,
suite à un risque de corrosion. Lequel et pourquoi ? Donner la(les)
réaction(s) chimique(s) qui peut (peuvent) se produire.
Risque de corrosion : car présence de souffre dans le fuel et risque de formation
d’acide sulfurique sur les conduits de fumées et sur l’échangeur: SO3 + H2O =
H2SO4
Il faudrait aussi traiter les condensats avant leur rejet.
De plus, lorsque la température d'eau de retour se situe à la limite permettant la
condensation des fumées, la quantité d'eau condensée est faible mais sa
concentration en acide sulfurique est très élevée, ce qui est fort dommageable
pour l'échangeur. La condensation au fuel est donc possible dans le cas d’une
eau de chauffage à très faible température permanente (piscine par exemple)
L’acide formé, au contact d’un métal plus électropositif que l’hydrogène (métal
des conduits de fumées par exemple), formera un sel et provoquera l’élimination
de l’hydrogène gazeux. Après le passage de la pluie, les sels formés étant
solubles disparaitront et permettront à la corrosion de se poursuivre.
Il y aura donc corrosion des conduits de fumées.

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6. Les sels de cuivres sont ils corrosifs pour les matériaux en zinc ?
Oui : car en classant les métaux suivant leur potentiel REDOX on constate que le
cuivre ne sera oxydé par aucun sel métallique mais que l’aluminium se fera
corroder par tous les sels des métaux au dessus de lui. (Ordre décroissant : Cu,
Pb, Fe, Zn, Al)
OXY CU (++) + 2e-  CU
Zn (++) + 2e-  Zn RED
Le cuivre est plus oxydant que le Zinc, il va donc se faire oxyder par celui-ci.
Donc oui, ils sont corrosifs.
 Appliquer en détaillant la réaction :
CuSO4 + Zn 
Cu (++) + 2e-  Cu
Zn  Zn (++) + 2e-
Cu(++) + 2e- + Zn  Cu + Zn (++) + 2e-
CuSO4 + Zn  Cu + Zn (SO4)
7. Réaction entre l’hydroxyde de potassium contenu dans le ciment et le
sulfate de calcium de la brique peut entraîner des efflorescences,
expliquer : (Pages 89-90)
Efflorescences= traces blanchâtres provoquées par la cristallisation des sels
dissous par l’eau évaporée.
L’eau présente dans les matériaux dissous certains sels présents dans les
briques (ciment,…) insuffisamment cuites, présence de sulfates, surtout de
CaSO4 (sulfate de Calcium). L’eau migre par capillarité jusqu’à une surface
ventilée où elle s’évapore, provoquant la cristallisation des sels dissous
(efflorescence).
Présence de NaOH et de KOH dans les ciments qui, au contact de l’air,
donneront des carbonates de sodium et de potassium très solubles dans
l’eau Il peut y avoir réaction entre les composants de la brique (CaSO4) et du
mortier (ciment; KOH) :
CaSO4 + 2KOH  K2SO4 + Ca(OH) 2
Joints efflorescents!