Combustion du méthane

Combustibles gazeux
.
Ne jamais reproduire ces expériences à la maison !
car ces gaz explosent facilement lorsqu'ils sont mélangés à une petite quantité d'air.
1. Combustion du méthane
1.1. Combustion dans l'air, virole fermée
La réaction doit être initiée à l'aide d'une allumette pour que la réaction s'amorce.
La virole étant fermée, le méthane arrive à l'ouverture du bec où il brûle avec l'air du
voisinage.
En passant petit ballon rempli d'eau froide au dessus de la flamme, on observe une
condensation de vapeur d'eau.
La flamme est éclairante et donc réputée riche en carbone : Une soucoupe réfractaire
passée dans la flamme se couvre de suie
Un agitateur trempé dans l'eau de chaux se couvre d'une pellicule blanche
L'équation bilan de la combustion incomplète serait
Méthane + dioxygène
dioxyde de carbone + monoxyde de carbone + carbone + eau
1.2. Combustion dans l'air, virole ouverte
La réaction doit être initiée à l'aide d'une allumette pour que la réaction s'amorce.
La virole étant ouverte, le gaz injecté sous pression aspire de l'air avec lequel il se
mélange en montant dans le tube. A l'ouverture on à un mélange qui brûle avec une
flamme bleue.
On renouvelle les expériences précédentes, tandis qu'on utilise un aspirateur à gaz pour
mettre en évidence le dioxyde de carbone.
On identifie une combustion complète dont l'équation bilan pourrait s'écrire :
Méthane + dioxygène
dioxyde de carbone + eau
2. Combustion du butane
Le tube est rempli de gaz sur la cuve à eau.
La réaction est amorcée en tenant le tube verticalement, on observe
une flamme éclairante qui descend lentement dans le tube
une condensation de la vapeur d'eau sur les parois, au-dessus de la flamme.
On renverse lentement le tube : le panache de la flamme grandit
il apparaît de la fumée noire
Le gaz s’écoule et brûle hors du tube car le butane est plus dense que l'air.
En fin de réaction un peu d'eau de chaux versée dans le tube montre que la combustion
a produit du gaz carbonique et, nous l'admettrons, du monoxyde de carbone.
L'équation bilan de cette combustion incomplète peut s'écrire :
butane + dioxygène
dioxyde de carbone + monoxyde de carbone + carbone + eau
Un brûleur permet de réaliser la combustion complète en mélangeant, au préalable, la quantité suffisante
d'air
3. Conclusion
Les molécules des combustibles étudiés sont composées d'atomes de carbone et d'atomes d'hydrogène, ce
sont des hydrocarbures de la famille des alcanes
méthane (gaz naturel)
éthane
Propane
butane
Elles brûlent avec le dioxgène en produisant du gaz carbonique et de la vapeur d'eau.
Les mêmes atomes forment les réactifs et les produits, ceci est une illustration du principe de conservation
que nous allons vérifier dans la prochaine leçon.
© Villafruela Daniel
mise à jour le 24-06-2001