Fiche de révision · Physique-chimie 4eLa combustion du carbone
2e trimestre · chapitre 5 sur 12
La combustion du carbone est une transformation chimique qui consomme du carbone et du dioxygène pour former du dioxyde de carbone en libérant de la chaleur.
L'essentiel à retenir
- Triangle du feu : combustible, comburant, chaleur
- Réactifs : carbone et dioxygène
- Produit : dioxyde de carbone
- C + O₂ → CO₂
- Manque de dioxygène : monoxyde de carbone
La leçon
1. Le triangle du feu
Une combustion est une transformation chimique. Elle demande un combustible (ce qui brûle), un comburant (en général le dioxygène) et une source de chaleur pour démarrer. Si l'on supprime l'un des trois, le feu s'éteint.
Exemple
Couvrir une casserole en feu avec un couvercle supprime le dioxygène : les flammes s'éteignent.
2. Le carbone brûle
Le charbon de bois est presque uniquement du carbone (C) : c'est un combustible. Dans l'air, il brûle lentement en rougeoyant (incandescence) ; dans le dioxygène pur, la combustion est beaucoup plus vive, avec des étincelles. Le carbone et le dioxygène sont consommés : ce sont les réactifs. La combustion libère de l'énergie sous forme de chaleur et de lumière.
Exemple
Un morceau de charbon incandescent plongé dans un flacon de dioxygène brûle vivement avec des étincelles, et diminue peu à peu.
3. Identifier le produit
À la fin de la combustion, on verse de l'eau de chaux dans le flacon et on agite. Elle se trouble : il s'est formé du dioxyde de carbone (CO₂). C'est le produit de la combustion.
Eau de chaux : limpide → trouble
4. Bilan et équation
Le bilan s'écrit en toutes lettres : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone. L'équation de réaction remplace les noms par les formules.
C + O₂ → CO₂
Exemple
On lit : 1 atome de carbone et 1 molécule de dioxygène se transforment en 1 molécule de dioxyde de carbone.
5. Ce qui se passe pour les atomes
La molécule de dioxygène (2 atomes O) se casse. Ses atomes se réarrangent avec l'atome de carbone pour former une molécule de dioxyde de carbone (1 C et 2 O). Les atomes sont conservés : il y en a autant avant et après.
Exemple
Avant : 1 C + 2 O. Après : 1 C + 2 O. Les masses se conservent aussi : 12 g de carbone et 32 g de dioxygène donnent 12 + 32 = 44 g de dioxyde de carbone.
6. Le rôle du dioxygène
L'air contient environ 21 % de dioxygène : c'est lui qui entretient la combustion à l'air libre, le diazote n'y participe pas. Plus l'apport en dioxygène est important, plus la combustion est vive. Si le dioxygène manque, la combustion peut être incomplète et produire du monoxyde de carbone (CO), un gaz très toxique. Le dioxyde de carbone produit par les combustions renforce l'effet de serre, responsable du réchauffement climatique.
Exemple
On souffle sur des braises : on leur apporte de l'air, donc du dioxygène, et elles rougeoient plus fort.
Pièges à éviter
- Dans l'air, seul le dioxygène (21 %) entretient la combustion : le diazote n'est pas un comburant.
- Ne confonds pas CO₂ (produit normal, qui trouble l'eau de chaux) et CO (combustion incomplète, très toxique) : jamais de barbecue ni de brasero dans un lieu fermé.
- Le carbone ne « disparaît » pas : ses atomes se retrouvent dans le dioxyde de carbone, un gaz invisible.
Vocabulaire
- Combustion
- Transformation chimique entre un combustible et un comburant qui libère de la chaleur.
- Combustible
- Espèce qui brûle, comme le carbone, le bois ou le gaz.
- Comburant
- Espèce qui entretient la combustion, le plus souvent le dioxygène.
- Triangle du feu
- Combustible, comburant et source de chaleur : les trois conditions d'une combustion.
- Incandescence
- Émission de lumière par un corps très chaud, comme le charbon de bois qui rougeoie.
- Monoxyde de carbone
- Gaz très toxique (CO) produit quand le dioxygène manque.
Teste-toi
3 questions pour vérifier, corrigées tout de suite.
Flashcards
Essaie de répondre avant d'ouvrir la carte.
Quels sont les trois éléments du triangle du feu ?
Un combustible, un comburant (le dioxygène) et une source de chaleur.
Quel est le combustible dans la combustion du charbon de bois ?
Le carbone, dont le charbon de bois est presque entièrement constitué.
Quel est le comburant d'une combustion ?
Le plus souvent le dioxygène, contenu dans l'air à environ 21 %.
La suite dans Réviz
4 autres questions, 4 autres flashcards, la carte mentale du chapitre, et ce qui coince qui revient au bon moment jusqu'au contrôle.
Ce que le programme attend
- Savoir qu'une combustion nécessite un combustible, un comburant et une source de chaleur (triangle du feu)
- Décrire la combustion du carbone dans le dioxygène (incandescence, consommation des réactifs)
- Identifier le produit de la combustion du carbone par le test à l'eau de chaux
- Écrire le bilan et l'équation de la combustion du carbone : C + O₂ → CO₂
- Interpréter la combustion à l'échelle des atomes et des molécules
- Connaître le rôle du dioxygène de l'air dans les combustions et l'effet de l'apport en dioxygène
Référence : Physique-chimie cycle 4, partie habituellement traitée en 4e (BO spécial n°11 du 26/11/2015, ajusté BO n°31 du 30/07/2020). Une erreur dans cette fiche ? Signale-la, elle sera corrigée.