La combustion est toute réaction chimique au cours de laquelle un le carburant (matière oxydable) réagit avec un oxydant — un matériau gazeux qui contient de l'oxygène gazeux (O2), comme l'air. Cette réaction est toujours exothermique, c'est-à-dire qu'elle libère de l'énergie sous forme de chaleur. Généralement, d'autres produits sont libérés, notamment lorsque le carburant est un composé organique, tel que le dioxyde de carbone et l'eau, comme cela sera expliqué plus loin.
Les combustibles peuvent être solides (papier, bois, charbon, etc.), liquides (alcool, essence, pétrole diesel etc.) ou gazeux (gaz hydrogène, gaz butane, etc.). Les réactions de combustion sont redox, car les combustibles subissent une oxydation (ils perdent des électrons et leurs NOx augmente) et le comburant, qui est l'oxygène, est réduit (il gagne des électrons et son Nox diminue) pour la formation de des produits.
Ces réactions sont très courantes et importantes dans notre vie quotidienne. Voir quelques exemples :
Brûler des carburants tels que l'essence et l'éthanol pour alimenter les véhicules ;
Combustible dans les industries;
Brûlage de gaz de cuisson pour la cuisson d'aliments;
Brûler un feu ;
Les cellules de notre corps effectuent une combustion pour digérer les aliments et produire de l'énergie qui sera consommée par le corps.
Le feu de joie est un exemple de réaction de combustion
A noter que les réactions de combustion sont principalement réalisées pour obtenir de l'énergie thermique pour la mécanique, l'électricité, le chauffage, etc.
De plus, pour que des réactions de combustion se produisent, une allumage, c'est-à-dire quelque chose comme une étincelle pour fournir le énergie d'activation, qui est l'énergie minimale nécessaire pour démarrer le processus.
Une fois démarré, un Réaction en chaîne, car l'énergie libérée dans la réaction elle-même permet à la combustion de se poursuivre. Il ne s'arrête que lorsque le carburant ou le comburant s'épuise.
Il existe deux types fondamentaux de réactions de combustion de composés organiques, qui sont les combustion complète et incomplète. Voyez de quoi parle chacun :
* Combustion complète : Il se produit lorsqu'il y a suffisamment d'oxygène pour consommer tout le carburant et produire du dioxyde de carbone et de l'eau en tant que produits. De plus, dans les réactions de combustion complète, le Nox du carbone atteint sa valeur maximale, qui est de +4.
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Exemples:
Combustion complète du méthane: CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) + chaleur
Combustion complète du butane: 2 C4H10(g) + 13O2(g) → 8 CO2(g) + 10H2O(g) + chaleur
En raison de la combustion croissante de combustibles fossiles, tels que le charbon et les produits pétroliers, la quantité de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère a beaucoup augmenté, aggravant le problème du réchauffement climatique dû à l'intensification de la Effet de serre.
De plus, s'il y a des résidus de soufre dans le carburant, ils seront également brûlés, libérant des oxydes de soufre dans l'atmosphère :
s(s) + 3/2 O2(g) → SE3(g)
Cet oxyde réagit avec l'eau de pluie et génère de l'acide sulfurique, ce qui entraîne un autre problème environnemental: pluie acide.
La combustion de combustibles fossiles par les automobiles libère des gaz polluants dans l'atmosphère
* Combustion incomplète : Il se produit lorsqu'il n'y a pas assez d'oxygène pour consommer tout le carburant et produit du monoxyde de carbone et de l'eau ou de la suie (constituée essentiellement de carbone) et de l'eau en tant que produits. De plus, dans les réactions de combustion incomplètes, le carbone NOx atteint des valeurs plus faibles telles que +1 et +2.
Exemples:
Combustion incomplète du méthane: CH4(g) + 3/2 O2(g) → CO(g) + 2H2O(g)
Combustion incomplète du méthane: CH4(g) + O2(g) → C(s) + 2H2O(g)
Combustion incomplète du gaz butane: C4H10(g) + 9O2(g) → 8 CO(g) + 10H2O(g)
Combustion incomplète du gaz butane: C4H10(g) + 5O2(g) → 8C(g) + 10H2O(g)
Les réactions de combustion incomplètes génèrent moins d'énergie et forment également des déchets très toxiques pour l'environnement.
Ainsi, l'étude des réactions de combustion est extrêmement importante non seulement pour faire progresser les techniques utilisées dans la société moderne, mais aussi pour contrôler et réduire leurs effets nocifs.
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Qu'est-ce que la combustion ?"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm. Consulté le 28 juin 2021.
