Séquence 1: Documents pour les cours

Chapitre 3 : COMBUSTION DU BUTANE

 

1-Hydrocarbure

1.1- Définition

Un hydrocarbure est un composé moléculaire formé uniquement d’atomes d’hydrogène et de carbone.

On trouve les hydrocarbures dans l’état solide (paraffine), liquides (Essence, gazole, kérosène, …) ou gazeux (butane).

                                     

1.2-  Alcanes

Les alcanes sont des hydrocarbures c’est-à-dire des composés moléculaires formés d’atomes de carbone et d’hydrogène.

	La formule générale des alcanes est : CnH2n+2

 

 

 

n = 1	CH4 : méthane
n = 2	C2H6 : éthane
n = 3	C3H8 : propane
n = 4	C4H10 : butane

 

2- La combustion du butane

2-1 Expérience

 

2-2 Résultat et interprétation

L’eau de chaux est troublée : le verre contient du dioxyde de carbone (gaz carbonique)

Le gaz butane réagit avec le dioxygène de l’air pour donner le dioxyde de carbone (CO₂) et de l’eau (H₂O).

2-3 Bilan de la réaction

Ecriture – bilan

butane     + dioxygène   →   dioxyde de carbone + eau

Equation- bilan

2C₄H₁₀      +     13O₂            →                  8CO₂                 +   10H₂O

 2 moles       13 moles                               8 moles                   10 moles

2-4 Conclusion

La combustion complète des alcanes donnent de l’eau et du gaz carbonique selon l’équation – bilan :

2C_nH_2n+2      +    (3n+1) O₂       →    2n CO₂      +   (2n+2) H₂O

 

Remarque :

Lorsque la combustion est incomplète il y a une formation de monoxyde de carbone (CO) et de carbone (C).

Exercice résolu 4 :

On fait brûler 1044g de butane dans du dioxygène.

1- Calculer le nombre de moles de butane utilisé.

2- Calculer le volume du gaz butane utilisé.

3- Ecrire l’équation bilan de cette  combustion.

4- Calculer :

    a) Le volume du gaz carbonique obtenu.

    b) La masse d’eau formée.

    c) Le volume de dioxygène nécessaire à cette combustion.

 

On donne : V = 22,4L.mol^-1 ; M_O = 16g.mol^-1 ; M_C = 12g.mol^-1 ; M_H = 1g.mol^-1

 

Solution :

 

1) Nombre de moles de butane utilisé

La masse moléculaire du butane C₄H₁₀ est :

M_C4H10 = (12 x 4) + (1 x 10) = 48 +10 = 58g.mol^-1

58g      →   1mol de C₄H₁₀  

1044 g →   n

D’où

2) Le volume de gaz butane utilisé

Le volume d’un gaz dans les CNTP est 22,4L.mol^-1

On a alors 1 mol de C₄H₁₀ occupe un volume 22,4L, et 18 mol :

3) Equation bilan de la combustion

2C₄H₁₀ + 13O₂   → 8CO₂ + 10H₂O

4)

a- Volume de gaz carbonique obtenu

2(58)g de C₄H₁₀  →  (8 x 22,4)L de CO₂

1044g  →

b- La masse d’eau formée

2(58)g de C₄H₁₀ →10(18)g de H₂0

1044g →

c- Le volume de dioxygène nécessaire à cette combustion

2(58) g de C₄H₁₀ → 13(22,4) L de O₂

1044g →