Le bois, le papier, le charbon, le butane ou l’essence sont des matériaux organiques : ils contiennent du carbone et peuvent brûler dans l’air. Cette réaction, appelée combustion, ne se déroule pas toujours de la même façon. Cette leçon étudie les combustions complète et incomplète des matériaux organiques et leurs produits.
I. Combustible et comburant
Une combustion est une réaction chimique entre deux réactifs :
• Le combustible : c’est le matériau organique qui brûle (bois, papier, butane, essence, charbon…).
• Le comburant : c’est le dioxygène de l’air, qui permet la combustion.
Une combustion ne peut avoir lieu que si trois conditions sont réunies : un combustible, un comburant, et une source de chaleur suffisante pour démarrer la réaction.
II. La combustion complète
Lorsque le comburant (dioxygène) est présent en quantité suffisante, la combustion est dite complète. Elle produit du dioxyde de carbone (CO₂) et de l’eau (H₂O), avec dégagement de chaleur et souvent de lumière (flamme).
matériau organique + dioxygène (suffisant) → dioxyde de carbone + eau
On met en évidence les produits de cette combustion par deux tests caractéristiques :
• Le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux (elle devient blanchâtre).
• L’eau se dépose sous forme de buée sur une paroi froide, ou fait virer au bleu le sulfate de cuivre anhydre blanc.
III. La combustion incomplète
Lorsque le dioxygène est en quantité insuffisante, la combustion est dite incomplète. Elle produit alors, en plus (ou à la place) du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone (CO) et/ou du carbone sous forme de suie (fumées noires, dépôt noir).
Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore et très toxique : il empêche le sang de transporter correctement le dioxygène vers les organes, ce qui peut provoquer une intoxication grave, voire mortelle. C’est pourquoi il est dangereux d’utiliser un appareil à gaz ou un brasero dans une pièce mal ventilée.
IV. Le triangle du feu
La combustion s’arrête dès que l’un des trois éléments nécessaires disparaît : on représente cela par le triangle du feu (combustible, comburant, chaleur). Cela explique les principes de la lutte contre les incendies :
• Supprimer le combustible : éloigner les matériaux inflammables.
• Supprimer le comburant : étouffer le feu (couverture anti-feu, extincteur à mousse) pour priver la flamme de dioxygène.
• Supprimer la chaleur : refroidir avec de l’eau pour abaisser la température en dessous du seuil d’inflammation.
Exercice d’application
1. Qu’appelle-t-on le combustible et le comburant dans une réaction de combustion ?
2. Quels sont les produits d’une combustion complète d’un matériau organique ?
3. Comment peut-on mettre en évidence la présence de dioxyde de carbone produit par une combustion ?
4. Pourquoi le monoxyde de carbone est-il particulièrement dangereux ?
5. Citer les trois éléments nécessaires à une combustion, et expliquer comment un extincteur à mousse agit sur l’un d’eux.
Corrigés
1. Le combustible est le matériau organique qui brûle ; le comburant est le dioxygène de l’air qui permet la combustion.
2. Une combustion complète produit du dioxyde de carbone (CO₂) et de l’eau (H₂O), avec dégagement de chaleur.
3. Le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux, qui devient blanchâtre.
4. Le monoxyde de carbone est incolore, inodore et très toxique : il empêche le sang de transporter correctement le dioxygène, sans qu’on puisse le détecter par l’odeur, ce qui le rend particulièrement dangereux.
5. Un combustible, un comburant et une source de chaleur. L’extincteur à mousse recouvre le feu et le prive de comburant (dioxygène), ce qui arrête la combustion.
