CHIMIE TP 11 - Combustion d`un métal

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A l’état compact, la plupart des métaux peuvent subir une lente oxydation au contact de l’air mais ne
se consument pas. La réaction d’oxydation a donc lieu mais elle est trop lente pour parler de
combustion. On parle alors de corrosion. C’est donc la vitesse de réaction qui fait la distinction entre
les deux phénomènes.
Il existe plusieurs moyens d’augmenter cette vitesse de réaction :
- Augmenter la surface de contact entre les réactifs
- Augmenter la concentration des réactifs
Les manipulations suivantes auront pour but de vérifier l’influence de ces paramètres sur la vitesse
d’oxydation d’un métal.
Influence de la surface de contact entre les réactifs
Quand un métal est réduit en fines particules, sa surface de contact avec l’air ambiant est bien plus
élevée que pour un bloc compact de même masse. La vitesse d’oxydation au contact de l’air devrait
donc augmenter. Il devrait donc y avoir une taille de particules pour laquelle les métaux deviennent
combustibles.
Influence de la concentration des réactifs
La concentration du dioxygène dans l’air est d’environ 20% et nous savons qu’un métal à l’état
compact ne se consume pas dans l’air. Cependant, si la concentration de dioxygène est plus élevée,
l’oxydation sera plus rapide. Il existe peut-être une concentration de dioxygène dans l’air capable de
rendre un métal combustible.
La combustion
Une combustion est une réaction d’oxydation rapide au cours de laquelle un corps réagit
avec un comburant en dégageant une importante quantité de chaleur par unité de temps.
Préparation du dioxygène pour travail sous atmosphère modifiée
En présence d’ions carbonates, le peroxyde d’hydrogène (Eau oxygénée, H2O2) se décompose par la
réaction par la réaction suivante :
2 H2O2 (l) → 2 H2O (l) + O2 (g)
Cette réaction a lieu naturellement dans l’eau oxygénée, mais à vitesse assez lente. La présence
d’ions carbonates ne fait que l’accélérer mais n’intervient pas dans le bilan réactionnel. Il s’agit donc
d’un cas de catalyse, un autre moyen d’augmenter une vitesse de réaction.

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Manipulation
Matériel
 Zn en poudre
 Cu en poudre
 Spatule métallique
 Bec Bunsen
 1 Erlenmeyer de 500 ml en pyrex
 2 Bouchons en liège trop grands pour l’erlenmeyer utilisé
 Du fil de fer non galvanisé
 Une pince coupante
 H2O2 à 30 volumes
 Na2CO3 en poudre
 Un peu de laine de fer
Manipulation 1
 Allumer le bec bunsen
 Prélever une pointe de spatule de Zn en poudre et la passer dans la flamme
 Noter vos observations
 Prélevé une pointe de spatule de Cu en poudre et la passer dans la flamme
 Noter vos observations

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Manipulation 2
Étape 1 : Préparation d’un milieu riche en dioxygène
 Placer 10 ml d’eau oxygénée dans l’erlenmeyer
 Ajouter 10 ml d’eau du robinet
 Ajouter 2 cuillères à café de carbonate de sodium
 Poser le bouchon en liège sur l’ouverture sans l’enfoncer
 Observer le dégagement gazeux dans l’erlenmeyer. S’il semble trop fort, rajouter un peu
d’eau.
Étape 2 : Combustion
 Planter un bout de fil de fer de 10 cm dans le second bouchon et tordre son extrémité
pour en faire un crochet
 Accrocher à votre crochet un peu de laine de fer
 Initier une incandescence sur la laine de fer en passant l’extrémité de votre montage
dans la flamme d’un bec bunsen
 Retirer votre premier bouchon de l’ouverture de l’erlenmeyer et le remplacer par votre
montage de sorte à fer pendre le fil et la laine de fer dans le récipient.
 Noter vos observations
Résultats
 Qu’observe-t-on lors de la première manipulation ? Que peut-on en conclure ?
 Qu’observe-t-on lors de la deuxième manipulation ? Que peut-on en conclure ?