Chapitre 1 : Les propriétés chimiques des gaz - PDF

Rappels/Mise à Module 1 niveau Les gaz RÉVISION PLANIFICATION CHAPITRE 1 Cours 1 La stœchiométrie Rappels / Mise à niveau – Chapitre 1 Cours 2 La stœchiométrie Rappels / Mise à niveau – Chapitre 1 Cours 3 La stœchiomé...

Rappels/Mise à Module 1 niveau Les gaz RÉVISION PLANIFICATION CHAPITRE 1 Cours 1 La stœchiométrie Rappels / Mise à niveau – Chapitre 1 Cours 2 La stœchiométrie Rappels / Mise à niveau – Chapitre 1 Cours 3 La stœchiométrie Rappels / Mise à niveau – Chapitre 1 Cours 4 EXAMEN DE RÉVISION ET CHAPITRE 1 Rappels/Mise à niveau RAPPELS – PAGE 1 ÉLÉMENT 1 Le nombre d’Avogadro (Amedeo Avogadro, Italie, 1776-1856) En chimie et en physique, le nombre d’Avogadro ou constante d’Avogadro, noté NA, est défini comme étant le nombre d’entités (atomes ou molécules) qui se trouvent dans une mole. Abondance des dix éléments les plus fréquents dans notre galaxie Il correspond au nombre d’atomes de Z ÉLÉMENT ppm carbone dans 12 grammes de 1 Hydrogène 739 000 l’isotope 12 du carbone. 2 Hélium 240 000 8 Oxygène 10 400 NA = 6,02214129 × 1023 atomes/mol 6 Carbone 4600 6,02214129 x 1023 molécules/mol 10 Néon 1340 26 Fer 1090 Pourquoi le carbone? 7 Azote 960 C’est l’élément solide le plus abondant! 12 Silicium 650 16 Soufre 440 RAPPELS – PAGE 2 ÉLÉMENT 1, SUITE Le nombre d’Avogadro Le NA Demi-vie 5 730 ± 40 ans Carbone 12, 12 UMA Carbone 13, 13 UMA Carbone 14, 14 UMA Avec le potassium 40, le carbone 14 constitue la deuxième source naturelle de radioactivité du corps humain. Comment utiliser les uma et être en mesure de travailler avec la matière? RAPPELS – PAGE 3 ÉLÉMENT 1, SUITE Combien d’atomes de carbone dans 3,5 moles? Le nombre d’Avogadro 3,5 x 6,022 X 1023 atomes = 2,10 X 1024 La solution d’Avogadro Considérant qu’il serait plus simple si la valeur numérique en UMA était égale à la valeur numérique en grammes, Avogadro s’est demandé combien d’atome de carbone sont nécessaires pour obtenir 12 grammes. La réponse? 6,022 X 1023 atomes de carbone pesant 12 UMA sont nécessaires pour obtenir 12 grammes de carbone. 6,022 X 1023 atomes de carbone 1 mole de carbone 6,022 X 1023 atomes sont nécessaires pour passer des UMA aux grammes RAPPELS – PAGE 4 ÉLÉMENT 1, SUITE Combien d’atomes de soufre dans 0,8 mole? Le nombre d’Avogadro 0,8 x 6,022 X 1023 atomes La solution d’Avogadro = 4,8 X 1023 Comment fait-on avec le soufre? 6,022 X 1023 atomes de soufre pesant 32 UMA sont nécessaires pour obtenir 32 grammes de soufre. 6,022 X 1023 atomes de soufre 1 mole de soufre 6,022 X 1023 atomes sont nécessaires pour passer des UMA aux grammes RAPPELS – PAGE 5 ÉLÉMENT 1, SUITE Combien de molécules de chlorure de sodium dans 1,7 mole? Le nombre d’Avogadro 1,7 x 6,022 X 1023 molécules = 1,02 X 1024 La solution d’Avogadro Comment fait-on avec le chlorure de sodium? 6,022 X 1023 molécules de chlorure de sodium pesant 58,5 UMA sont nécessaires pour obtenir 58,5 grammes de chlorure de sodium. 6,022 X 1023 molécules de chlorure de sodium 1 mole de chlorure de sodium 6,022 X 1023 atomes et molécules sont nécessaires pour passer des UMA aux grammes DANS TOUTES LES SITUATIONS!!! RAPPELS – PAGE 6  Ha! Cette mole…. Analogie! Œufs d’autruche ± 1,5kg/œuf 1 douzaine ≃ 18 kg ≃ 25 œufs de poule Œufs de poule ± 0,06kg/œuf 1 douzaine ≃ 0,72 kg ≃ 5 œufs de caille Œufs de caille ± 0,009kg/œuf Peu importe la taille et la masse 1 douzaine ≃ 0,11 kg des œufs, il y a toujours 12 œufs/douzaine Hélium – 4 uma, Carbone – 12 uma, Fluor – 19 uma, 2 protons + 2 neutrons 6 protons + 6 neutrons 9 protons + 10 neutrons 1 mole = 4,003g 1 mole = 12,011g 1 mole = 18,998g Peu importe la taille et la masse des atomes selon le nombre de particules subatomiques qu’ils contiennent, il y a toujours 6,022 x 1023 atomes ou molécules/douzaine HORS NOTES ÉLÉMENT 1, SUITE Le nombre d’Avogadro – Rappel STE Lors d’une électrolyse de l’eau, tu recueilles 462g de dihydrogène. Combien de moles d’eau ont été décomposées? x g? 462g 2 H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) M 18,015g/mol 2,016g/mol 32,00g/mol n 2 mol 2 mol 1 mol m 36,03g 4,032g 32,00g mH2O = 462g  36,03g / 4,032g = 4 128,44g nH2O = m / M = 4128,44g / 18,015g/mol = 229,17 mol Méthode en chimie 1 mol H2 x mol H2 x mol H2 = 229,17 mol = 2,016g 462g 2 H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) Même nombre de moles de H2O que 229,17 mol 229,17 mol 114,59 mol de H2 dans l’équation. On a décomposé 229,17 moles d’eau. RAPPELS – PAGE 7 ÉLÉMENT 2 Nombre de masse, masse atomique et masse molaire Le numéro atomique, Z, correspond au nombre total de protons retrouvés dans le noyau atomique. Le nombre de masse, A, correspond au nombre total de particules retrouvées dans le noyau atomique (protons + neutrons). Le nombre de masse s’exprime en unité de masse atomique, uma. La masse atomique diffère du nombre de masse puisqu’elle correspond au mélange isotopique d’un élément sur Terre. La masse atomique d’un élément chimique correspond à la masse moyenne de ses isotopes, au prorata de leur fréquence sur la Terre. La masse atomique s’exprime en unité de masse atomique, uma. La masse molaire correspond à la masse d’une mole d’atome ou de molécule. La masse molaire s’exprime en grammes par mole, g/mol. RAPPELS – PAGE 8 ÉLÉMENT 3 Le calcul molaire Si un bracelet contient 0,0200 mole d’argent (Ag), combien de grammes d’argent (Ag) cela représente-t-il? Formule m = n X M où m = masse en gramme n = nombre de moles M = masse molaire g/mol m = 0,0200 mol X 107,868 g/mol m = 2,157g OU Produit croisé, simplement! 1 mole Ag = 107,868 g 0,0200 mole Ag = xg xg = 0,0200 mol X 107,868g 1 mole Ag xg = 2,157g RAPPELS – PAGE 9 ÉLÉMENT 4 Les représentations Il existe différentes manières de représenter un atome. Modèle de Bohr Électron découvert en 1897 Proton découvert en 1919 Neutron découvert en 1932 Représentations simplifiée et de Lewis RAPPELS – PAGE 10 ÉLÉMENT 5 Les ions poly atomiques fréquents H- ➔ Hydrure NH4+ ➔ Ammonium OH- ➔ Hydroxyde SO32- ➔ Sulfite HSO3- ➔ Hydrogénosulfite SO42- ➔ Sulfate HSO4- ➔ Hydrogénosulfate CO32- ➔ Carbonate HCO3- ➔ Hydrogénocarbonate ou bicarbonate PO43- ➔ Phosphate HPO42- ➔ Hydrogénophosphate H2PO4- ➔ Dihydrogénophosphate NO2- ➔ Nitrite NO3- ➔ Nitrate CH3COO- ➔ Acétate RAPPELS – PAGE 11 ÉLÉMENT 6 Les liaisons chimiques On appelle liaison chimique toute interaction attractive qui maintient des atomes à courte distance. Le type de liaisons dépend de l’électronégativité et de la distribution des orbitales des atomes liés. L'électronégativité d'un atome est une valeur numérique qui correspond à son attirance envers les électrons lors de la formation d'une liaison chimique avec un ou d’autres éléments. Liaison covalente Liaison ionique Partage des électrons entre les Les atomes se comportent comme atomes. des ions de charges opposées. Dans ce cas, la différence Dans ce cas, la différence d’électronégativité entre les atomes d’électronégativité entre les atomes ou ions est faible, inférieure à 1,7. ou ions est forte, supérieure à 1,7. Ces liaisons peuvent être simples, doubles ou triples. RAPPELS – PAGE 12 ÉLÉMENT 6 SUITE Les liaisons - Précisions Liaison covalente Familles IV,V,VI,VII entre elles Liaison ionique Exemple simple CH4 Familles I-II avec VI-VII Exemple double O=O, O2 Dans ce type de liaisons, ce sont Exemple triple N N + stable des interactions électrostatiques qui lient les atomes de la molécule. La liaison triple est plus forte. N2 triple lien, TRÈS STABLE!!! En solution, les composés formés par les liaisons ioniques se dissocient en ions. Ces liaisons peuvent être polarisées. On dit de ces composés qu’ils sont Les deux atomes n’ont pas la même ioniques. électronégativité et l’un attire plus Exemples CaCl2 l’électron partagé que l’autre. NaCl Exemples non-polarisées O=O, Cl-Cl Ca(OH)2 Exemples polarisées C=O, SO2 NH4Cl Dans ce cas, la différence d’électronégativité est supérieure à 0,4, mais inférieure à 1,7 RAPPELS – PAGE 13 ÉLÉMENT 6, SUITE Les liaisons chimiques Les gaz nobles sont stables, car ils ont tous une dernière couche électronique saturée. Ils ont en effet 8 électrons de valence; ces atomes n’ont pas besoin de réagir avec d’autres éléments puisqu’ils ont déjà la stabilité recherchée. Les autres éléments tendent tous à atteindre cette stabilité en donnant ou en s’emparant d’électrons de donneurs Groupe e- sur la dernière Comportement couche IA 1 Donneur IIA 2 Donneur IIIA 3 Donneur VA 5 Receveur VIA 6 Receveur VIIA 7 Receveur RAPPELS – PAGE 14 ÉLÉMENT 6, SUITE e- Les liaisons chimiques La molécule d’eau est polaire 1,4 e- Les liens qui unissent les atomes d’hydrogène à l’atome d’oxygène sont des liens covalents. Différence d’électronégativité = 1,4 Une molécule polaire ne fait pas un partage égal des électrons. e- plus près de l’atome d’oxygène = deux charges négatives partielles = deux dipôles négatifs. Les deux atomes d’hydrogène = partiellement positifs = un dipôle positif chacun. La présence des dipôles amène l’attirance des molécules d’eau entre elles. Les molécules d’eau forment alors un réseau moléculaire partiellement chargé. Les interstices se forment entre les molécules d’eau. Les molécules ioniques se dissolvent dans les interstices par dissociation électrolytique, produisant des ions. Les molécules covalentes se dissolvent dans les interstices en restant sous forme de molécules, sans dissociation. NOTES – NOUVEAUTÉ RAPPELS – PAGE 15 ÉLÉMENT 7 Qu’est-ce qu’un sel? C’est un composé ionique, résultant de la liaison de cations et d’anions qui non dissociés, forment un produit neutre, sans charge nette. Les sels peuvent être formés de minéraux, tels que l’ion chlorure, Cl-, qu’organiques, tels que l’acétate, CH3COO-, monoatomiques, tels de le fluorure, F- ou polyatomiques tels que le sulfate, SO4-. Les sels sont formés par réaction entre: Un acide et une base H2SO4(l) → 2 H+(aq) + SO42-(aq) Un métal et un acide CuCl2(s) → Cu2+(aq) + 2 Cl-(aq) Cations formant des sels Anions formant des sels avec acide Ammonium, NH4+ Acétate, CH3COO- Acide acétique Calcium, Ca2+ Carbonate, CO32- Acide carbonique Fer, Fe2+ et Fe3+ Chlorure, Cl- Acide chlorhydrique Magnésium, Mg2+ Hydroxyde, OH- Eau Potassium, K+ Nitrate, NO3- Acide nitrique Sodium, Na+ Nitrite, NO2- Acide nitreux Lithium, Li+ Sulfate, SO42- Acide sulfurique RAPPELS – PAGE 16 ÉLÉMENT 8 La formation des molécules ioniques Toutes les molécules sont neutres, Voici un petit exercice. autant de charges positives que de Qu’est-ce qu’on forme avec… charges négatives Hydrogène et ion sulfate H+ SO42- H2SO4 Lithium et fluor Li+ F- LiF Magnésium et chlore Mg2+ Cl- MgCl2 Hydrogène et ion carbonate H+ CO32- H2CO3 Sodium et iode Na+ I- NaI Magnésium et oxygène Mg2+ O2- MgO Hydrogène et ion phosphate H+ PO43- H3PO4 Calcium et chlore Ca2+ Cl- CaCl2 Sodium et ion acétate Na+ CH3COO- CH3COONa Calcium et ion hydroxyde Ca2+ OH- Ca(OH)2 Toutes des liaisons ioniques! RAPPELS – PAGE 17 ÉLÉMENT 9 La dilution et la concentration Diluer une solution, c’est la rendre moins concentrée. Il s’agit donc de verser une certaine quantité (un volume initial V1) d’une solution concentrée (C1) dans un cylindre gradué par exemple. Nous obtenons un volume (V2) plus grand d'une nouvelle solution. Le nombre de moles n’a pas changé, mais la nouvelle solution est moins concentrée (C2) puisque le soluté se trouve dans un plus grand volume. Loi de la concentration Nombre de moles = n = C  V V=n/C C1  V1 = C2  V2 C=n/V La concentration est exprimée en moles par litre M = Concentration, en mol/L Par exemple, la [HCl] = 1M Cela signifie que la concentration de HCl est égale à 1 mole par litre RAPPELS – PAGE 18  ENSEMENSEMENT DES NUAGES C’est quoi? Ajout de différentes substances dans les nuages Cristaux de glace Neige carbonique, CO2 Aérosols/Roquettes Iodure d’argent, AgI, polluant Chlorure de sodium, NaCl, sel Pourquoi? Provoquer la pluie lors de sécheresses Réduire la taille des grêlons dans les cumulo nimbus Disperser le brouillard HORS NOTES  Chapitre 1 Les propriétés chimiques des gaz Section 1.1 Utilisation quotidienne des gaz 1 Informations générales sur les gaz 1. On les trouve… Partout sur la Terre; ils sont omniprésents. 11 éléments du tableau périodique sont gazeux à température ambiante. L’atmosphère terrestre est gazeux. ➔ 78% N2, 21% O2 (comburant), 1% gaz à l’état de trace (CO2 et CH4 GES) ➔ CH4, GES, principal constituant du biogaz, est pour le moment retrouvé à l’état de trace… ➔ La vapeur d’eau Température de l’air (°C) -10° 0° 10° 20° 30° 40° % de vapeur d’eau dans l’air 0-0,2 0-0,6 0-1,2 0-2,4 0-4,2 0-7,6 Les vents sont des déplacements d’air! Des gaz sont dissouts dans l’eau, enfermés dans divers matériaux… Par contre, dans l’espace, les gaz se font rares! 2  2e élément le plus abondant Formé dans les étoiles par fusion nucléaire avec H2 Disparaîtra d’ici 30 ans à cause de la sur utilisation Le néon émet une lumière rouge 2. Les gaz se forment… Par les combustions telles que les respirations animales et végétales, l’oxydation, la décomposition et les incendies. La respiration animale produit du dioxyde de carbone, CO2, qui est expiré par les poumons qui font alors le plein d’oxygène, O2. Par la photosynthèse. Par la fusion de H2 en He dans le cœur du Soleil, responsable de la vie sur Terre! Lors d’éruptions volcaniques. Par évaporation et sublimation. Le radon, Rn, gaz noble, est naturellement produit par la désintégration de l’uranium retrouvé dans le sol et les roches. S’il entre dans nos maisons, il représente alors un réel danger pour la santé des habitants! 3 3. Les gaz permettent… Gaz comprimés dans les freins, marteaux, les freins à air, l’anesthésie… Pour l’anesthésie, les molécules impliquées sont des fluranes, soient isoflurane, sévoflurane et desflurane. Ce sont des éthers halogénés. Équilibre pressions internes et externes chez les êtres vivants. Les oreilles qui se bouchent en altitude Éclairage Les longs tubes fluorescents contiennent de l’argon et de la vapeur de mercure D’autres contiennent du néon, ils sont rouges! La respiration animale et végétale permettant la production de nourriture La fabrication de fenêtres à haut rendement énergétique On retrouve de l’argon ou du krypton entre les vitres de ce type de fenêtres. 4 Les 2 caractéristiques des gaz 1. Invisibles Ça vient du fait que les atomes et molécules qui les forment ne sont pas liés entre eux. La plupart des gaz dégagent une odeur caractéristique permettant de les détecter. Attention!!! CO est incolore, inodore et mortel… Occupent tout 2. Fluides sans forme ni volume l’espace disponible propre Les gaz adoptent la forme de leurs Diffusion + contenants. rapide Comme les liquides, les gaz peuvent être versés mais ils diffusent ensuite rapidement dans toutes les directions, occupant ainsi tout l’espace disponible. Le volume des gaz varie selon la température et la pression. 5 Quelques infos supplémentaires A. Le méthane Le méthane, CH4, est un GES puissant, environ 10 fois plus puissant que le CO2. Le méthane est produit par la décomposition de la matière organique dans les marais, l’humus, les sites d’enfouissement sanitaire… Piégé dans le pergélisol du pôle nord lors de la dernière période glacière, le CH4 est relâché dans l’atmosphère par ce pergélisol qui fond, formant une boucle de réchauffement et faisant de l’Arctique l’endroit sur Terre qui se réchauffe le plus actuellement. Les conséquences sont énormes sur les plans économique et humain avec les pertes de territoires de chasse, les habitations et les infrastructures qui s’effondrent puisqu’elles ne sont pas soutenues par des fondations de béton comme c’est le cas dans le sud du Québec. Ces hausses de température au nord du Canada influencent le climat observé au sud. En effet, depuis quelques années, les hivers sont moins rigoureux chez nous, signe qu’ici aussi, le climat se réchauffe… 6 B. Aurores polaires, boréales au nord et australes au sud Lorsqu’ils sont intenses, les vents solaires traversent la magnétosphère formée par le champ magnétique terrestre et entrent dans la haute atmosphère au niveau des pôles magnétiques terrestres. Les particules radioactives contenues dans ces vents solaires excitent les molécules de la haute atmosphère qui une fois ionisées, libèrent le surplus d’énergie absorbé en émettant de la lumière. Les couleurs observées dépendent des molécules ionisées et de l’altitude de collision menant à l’ionisation. La couleur principalement observée est le vert, résultat de l’ionisation de l’oxygène entre 100 et 300 km d’altitude. Les régions les plus concernées par ce phénomène restent le Groenland, les pays scandinaves, l'Alaska, l'Antarctique, le nord du Canada et l'Islande. 7  Vert Ionisation de l’oxygène entre 100 et 300 km d’altitude. Aurore boréale observée au Nord du Québec  Rouge Ionisation de l’azote autour de 100km d’altitude et de l’oxygène entre 300 et 400km d’altitude. Vert Bleu et mauve Ionisation de l’oxygène entre Ionisation d’hydrogène et 100 et 300 km d’altitude. d’hélium, plus difficiles à percevoir.  Chapitre 1 Les propriétés chimiques des gaz Section 1.2 La réactivité chimique des gaz 8 Un gaz réactif c’est… La réactivité des gaz dépend donc de sa nature et de son environnement! Un gaz qui est transformé chimiquement par la chaleur, la lumière ou le contact avec d’autres substances, gazeuses ou non. C’est la nature du gaz (e- de valence) qui détermine s’il réagit ou pas aux éléments extérieurs. La réactivité chimique est une propriété caractéristique puisqu’elle permet d’identifier un gaz ou encore une famille de gaz. Pourquoi connaître la réactivité des gaz? Il est nécessaire de connaître la réactivité des gaz ainsi que leur toxicité potentielle lorsqu’on doit les manipuler, les utiliser parce qu’ils peuvent être incontrôlables, mettant en danger la vie des utilisateurs… 1. Les gaz se dilatent et occupent tout l’espace disponible, devenant impossibles à contrôler une fois répandus. 2. Tous les gaz, toxiques ou non, peuvent être asphyxiants. Les gaz représentent un danger puisqu’ils peuvent remplacer l’oxygène de l’air une fois inhalés. Détecteur de CO si chauffage à combustion. 3. Les gaz combustibles peuvent s’enflammer spontanément au contact de l’air… 4. Les gaz comprimés doivent être tenus loin de la chaleur puisque le risque de rupture du contenant pressurisé est réel. 9  Quelques utilisations des gaz selon leurs propriétés Gaz Utilisation Réactivité Propriété Explication Diazote N2 Atmosphère Non Physique Par sa non-réactivité, il protège les aliments emballés sous atmosphère modifiée et conserve leur fraîcheur. Acétylène Combustible Oui Chimique Il dégage beaucoup de chaleur, C2H2 donc il est utile pour les soudures. Fréons Réfrigérants Non Physique Ininflammables, non corrosifs et HCFC, CFC non toxiques, ils peuvent prendre la place de l'air respirable menant à des asphyxies. Diffusent rapidement, d’où leur capacité réfrigérante. Méthane CH4 Combustible Oui Chimique Il dégage beaucoup de chaleur, donc il est utile pour le chauffage domestique et industriel. Dioxyde de Réfrigérant Non Physique Lorsque la glace sèche sublime, elle carbone CO2 Photosynthèse absorbe beaucoup de chaleur et refroidit son environnement. 10 Quels éléments sont gazeux? 11 éléments sont gazeux à température et pression normale. Les gaz nobles Les 6 gaz nobles, He, Ar, Kr, Ne, Xe et Rn sont sous forme monoatomique. On les appelle aussi gaz rares ou inertes, car leur réactivité chimique est faible. Pourquoi la réactivité des gaz nobles est-elle faible? Les gaz nobles n’ont pas besoin de réagir avec d’autres éléments puisqu’ils ont la stabilité d’une dernière couche électronique complète. (8 e- de valence, plus petit rayon atomique) Les autres gaz du tableau périodique H2, N2, O2, F2 et Cl2 se présentent quant à eux sous forme de molécules d’éléments et leur réactivité est plus importante. Les halogènes difluor, F2, et dichlore, Cl2, ont une réactivité chimique particulièrement importante, puisqu’ils possèdent 7 e- de valence. (Ces gaz sont donc à 1 e- de valence de la stabilité chimique) 11 Les combustibles La combustion est une réaction d’oxydation qui dégage de l’énergie. Généralement, cette énergie est dégagée sous forme de chaleur. Cette énergie est récupérée et utilisée à diverses fins. Parmi les combustibles principaux, on retrouve les hydrocarbures et certains gaz dont le dihydrogène, H2. LE TRIANGLE DU FEU La combustion ne peut avoir lieu que si l’on réunit trois facteurs. Point d’ignition ou T° d’ignition Température qui doit être atteinte Flamme, étincelle, chaleur Comburant, oxyde le Combustible, substance qui combustible, réagit pour brûle permettre la combustion Gaz, essence, hydrocarbures, Dioxygène de l’air bois 12 Précisions sur les hydrocarbures Obtenus à la suite de la décomposition d’organismes vivants, ce sont des composés organiques ne contenant que du carbone et de l’hydrogène. Lorsqu’ils brûlent, tous les hydrocarbures dégagent en brûlant, en plus de la chaleur, de l’eau, H2O et du dioxyde de carbone, CO2. Liste des hydrocarbures gazeux à température ambiante. Méthane, CH4 Éthane, C2H6 Propane, C3H8 Butane, C4H10 D’autres hydrocarbures, non gazeux. Bois (50% C, 42% O et 6% H, formules chimiques variées) Charbon (C, N, O et H, % et formules chimiques variés) Pétrole (exclusivement formé de CnHm, n et m étant des entiers) 13 La combustion avec un combustible carboné Une combustion complète produit du dioxyde de carbone (CO2) et de la vapeur d’eau si le combustible est composé de carbone et hydrogène, comme le montre la combustion complète du méthane. Lorsque sa combustion est complète, le méthane par exemple produit une flamme bleutée, car on n’y trouve que que du dioxyde de carbone et de l’eau. CH4 + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g) ΔH = -891 kJ/mol Une combustion incomplète du méthane produit du dioxyde de carbone (CO2), de la vapeur d’eau, du monoxyde de carbone (CO), du combustible non brûlé et parfois des cendres, selon la composition du combustible. La combustion est incomplète lorsque la quantité de comburant est insuffisante ou lorsqu’il qu’il y a trop de combustible. Lorsque sa combustion est incomplète, le méthane produit une flamme teintée de jaune par les réactifs encore présents, parce qu’ils ne sont pas brûlés complètement. 2 CH4 + 7/2 O2(g) → CO2(g) + CO(g) + 4 H2O(g) + Énergie Produits très instables 14 Réaction complète du méthane La combustion d’un combustible non carboné Combustion complète du dihydrogène 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g) + Énergie Dans ce cas-ci, le combustible est un gaz élémentaire, non un composé carboné. Cette réaction ne produit pas de dioxyde de carbone et de ce fait, ne contribue pas au réchauffement planétaire. On dit de cette réaction qu’elle est propre. Par le fait même, on considère le dihydrogène comme un combustible propre, capable de fournir de l’énergie sous forme de chaleur, sans déstabiliser le climat terrestre. Le défi environnemental est grand et de tels choix de combustibles s’imposent! 15 On termine avec les comburants Sur Terre, naturellement, c’est le dioxygène qui joue le rôle de comburant. Le comburant permet la combustion en oxydant le combustible. D’autres comburants existent cependant. Certains chlorates, comme le chlorate de sodium, herbicide, peut enflammer la paille à la suite d’un choc accidentel. Les acides forts, comme l’acide sulfurique, H2SO4, peuvent enflammer les matières organiques en les oxydant. Ce qui complète l’introduction de l’année sur les gaz! On passe maintenant au chapitre 2! 16 Les masses volumiques des gaz courants GAZ MV g/L Air 1,204 Ar 1,783 Diazote 1,251 Dihydrogène 0,0899 Dioxygène 1,428 Dioxyde de carbone 1,977 Monoxyde de carbone 1,250 Ozone 2,14 Propane 2.01 Radon 9,73 Mesures faites à 20°C, sous une pression de 101,3 kPa 17