Quelques expériences de combustion des métaux - Maxicours

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Quelques expériences de combustion des métaux

Objectif : Les métaux ne brûlent pas sous forme compacte (une casserole en acier sur le feu ne brûle pas !). Comment un métal peut-il brûler et quels sont les produits de sa combustion ?
1. Combustion des métaux dans l'air libre
Un morceau de fer plongé dans une flamme ne brûle pas. Il rougit sous son action, puis se recouvre d'une pellicule noire lorsqu'il refroidit. Ce résidu est de l'oxyde de fer. C'est le produit de la réaction entre le fer et le dioxygène de l'air sous l'action de la chaleur. Il en va ainsi pour tous les métaux à l'état compact.

Au contraire, de la poudre de fer (Fe) jetée dans une flamme fait jaillir des étincelles. Un résidu de poudre noire peut être observée dans une soucoupe placée sous la flamme : c'est de l'oxyde de fer (Fe3O4). De même, d'autres métaux brûlent vivement dans une flamme :

  • De la poudre d'aluminium (Al) brûle sous forme d'étincelles et produit une poudre blanche d'alumine ou d'oxyde d'aluminium (Al2O3) en fin de réaction ;
  • De la poudre de zinc (Zn) produit des fumées blanches d'oxyde de zinc (ZnO) ;
  • De la poudre de cuivre (Cu) diffuse une lumière verte et produit une poudre noire d'oxyde de cuivre (CuO).
Conclusion : Il y a combustion à l'air libre des métaux lorsqu'ils sont sous forme divisée (poudre). Un oxyde métallique est toujours le produit de cette combustion. Ces réactions peuvent se résumer ainsi :
2. Combustion du fer dans le dioxygène pur
Conclusion : Le fer brûle sous forme compacte dans le dioxygène pur. Cette réaction d'oxydation dégage de l'énergie.
L'essentiel

Lorsque les métaux sont à l'état divisé (poudre, paille métallique), ils brûlent dans le dioxygène de l'air. La réaction chimique d'oxydation observée conduit à la formation d'un oxyde métallique.
Dans le dioxygène pur, le fer peut brûler sous forme compacte. Cette réaction est dite exo-énergétique.

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