Combustions incomplètes - Maxicours

Combustions incomplètes

Objectif
La combustion de certaines substances comme le butane peut parfois être incomplète et conduire la formation de monoxyde de carbone. Dans quelles conditions une combustion est elle incomplète ? A quels dangers s'expose-t-on en présence de monoxyde de carbone ?
1. Deux types de combustions
a. La combustion butane
On utilise un briquet pour observer la combustion du butane. Après amorçage grâce à des étincelles, le butane brûle à la sortie d'un briquet au contact du dioxygène.

Cette combustion est réalisée dans des conditions différentes :
- avec un faible débit de butane (le butane est libéré lentement par le briquet).
- avec un fort débit de butane (le butane est libéré rapidement).


Expérience 1 : faible débit de butane


Les produits de la combustion qui peuvent être mis en évidence sont le dioxyde de carbone et l'eau.
Dans ces conditions, la combustion est complète.

Expérience 2 : fort débit de butane


En plaçant une coupelle blanche au dessus de la flamme il se forme un dépôt noir constitué de carbone.

Au dioxyde de carbone et à l'eau s'ajoutent d'autres produits : le carbone, dont on peut montrer la présence, mais aussi le monoxyde de carbone.

Conclusion


Lorsque le débit de butane est trop important, le dioxygène présent dans l'air est insuffisant pour le brûler complètement : on dit que la combustion est incomplète.
b. Comment reconnaître une combustion incomplète
Lors d'une combustion incomplète, la flamme prend une couleur jaune.
Lorsque la quantité de carbone produite par une combustion incomplète est importante, il se forme une fumée noire.
c. Les conditions d'une combustion incomplète
Le combustible peut être le butane (ou un autre gaz naturel : méthane, éthane, propane), du papier, du carton, une matière plastique, de l'huile, de l'alcool ou tout autre composé dit "organique".

La quantité du dioxygène doit être insuffisante par rapport à celle du combustible.
d. Les produits d'une combustion incomplète
En plus des produits de la combustion complète, il apparaît du carbone et du monoxyde.
Ainsi, pour la combustion incomplète du butane, le bilan de la transformation chimique peut s'écrire :

Butane + dioxygène = eau + dioxyde de carbone + monoxyde de carbone + carbone

2. Les dangers du monoxyde de carbone
a. Les caractéristiques du monoxyde de carbone
Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore et toxique.

Il est d'autant plus dangereux que sa présence dans l'air ne peut pas être directement perçue.
Il peut être produit par des chauffages à combustion dont l'arrivée d'air est défectueuse : le combustible ne recevant pas assez de dioxygène subit une combustion incomplète.
b. Les effets du monoxyde de carbone sur l'homme.
La présence de monoxyde de carbone dans une pièce commence par provoquer maux de tête et vomissements.

Le monoxyde de carbone inspiré est absorbé par les poumons et se fixe sur l'hémoglobine du sang prenant la place du dioxygène.


Les différentes parties du corps humain reçoivent moins de dioxygène, et lorsque celui-ci n'est plus distribué les conséquences sont comparables à celles de l'asphyxie.

c. Les victimes du monxyde de carbone.
Chaque année, les intoxications au monoxyde de carbone provoquent en France plusieurs milliers d'hospitalisations et plusieurs centaines de décès.

Les effets du monoxyde de carbone ne sont pas toujours irréversibles.

Les personnes dont l'intoxication a été diagnostiquée à temps sont placées dans des caissons à "hyperbare". Ce sont des compartiments contenant du dioxygène pur sous pression qui chasse peu à peu le monoxyde de carbone fixé sur l'hémoglobine du sang.
L'essentiel
Lorsque le débit de butane d'un briquet est faible, celui-ci brûle avec une flamme bleue : c'est une combustion complète.

Lorsque le débit de butane d'un briquet est élevé, celui-ci brûle avec une flamme jaune. C'est une combustion incomplète.

Un combustion peut devenir incomplète, si la quantité de dioxygène est insuffisante.

Lors d'une combustion incomplète, deux produits supplémentaires se forment : le carbone et le monoxyde de carbone.

Le monoxyde de carbone est un gaz inodore, incolore et très toxique.

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