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Combustion / oxydation




  1. #1
    kaydash

    Lightbulb Combustion / oxydation

    Bonjour à tous

    J'effectue dans mon cadre professionnel, des formations sur l'incendie, l'évacuation, le port des appareils respiratoires isolants, manipulation extincteurs etc...Je prends mon pied
    Plus personnellement, j'aime bien aller au bout de la compréhension de ce que j'enseigne. Dans ce but, j'essaie d'approfondir ma maitrise du sujet, déjà pour pouvoir répondre aux questions, mais aussi pour ma culture personnelle.

    J'ai donc quelques questions concernant la réaction chimique d'oxydo-réduction qu'est la combustion.
    Sur le net on trouve de tout c'est vrai, alors parfois j'analyse ce que je lis avec la plus grande prudence
    La combustion est donc une oxydation d'un combustible par un comburant, donc une captation d'éléctrons par le corps oxydant. L'aptitude à capter des éléctrons, est basée, sauf erreur sur l’électronégativité de l'espece chimique oxydante.

    La première question qui me vient, concerne la réaction chimique elle même:

    Pour attiser la réaction, ce qui va compter le plus, c'est la quantité de comburant, l'electronégativité du comburant, ou un peu des deux?


    Ensuite j'ai du mal à me représenter le fonctionnement précis de la combustion. Il m'est dit donc que la combustion résulte de cette oxydation du combustible en présence d'une source de chaleur variable.

    Là ou je coince, c'est que pour qu'il y'ait feu, il faut donc que le corps combustible soit dégradé par une source de chaleur suffisante pour que le combustible dégage des gaz de pyrolyse, ces mêmes gaz qui vont donc bruler. les radicaux libres permettront la réaction en chaine de la combustion en présence du comburant. Du coup, je ne comprends pas, puisque d'une part, je crois comprendre que ce sont les gaz de pyrolyse qui brulent, et non le combustible (donc le comburant intéagit avec les gaz de pyrolyse), et d'autre part que le comburant oxyde le combustible. Je ne vois pas bien l’interaction entre les gaz de pyrolyse, et l'oxydation du combustible à l'origine de la réaction, qui sont pour moi deux choses disctinctes. soit le comburant agis sur le combustible, auquel cas je ne vois pas comment il agit sur les gaz, soit il agit avec les gaz (ce qui est manifestement le cas, puisqu'on sait tous que la combustion privée de comburant va forcément s'arrêter), et du coup je ne comprends pas l'action du comburant sur le combustible

    C'est la que ma compréhension s'arrête

    Merci pour votre aide

    -----


  2. Publicité
  3. #2
    moco

    Re : Combustion / oxydation

    Bonjour,
    Tu t'exprimes de manière incorrecte, quand tu dis que (je te recopies en italique)
    pour qu'il y'ait feu, il faut donc que le corps combustible soit dégradé par une source de chaleur suffisante pour que le combustible dégage des gaz de pyrolyse, ces mêmes gaz qui vont donc bruler.
    1) Un corps combustible ne se "dégrade" pas, en brûlant. Il commence par se décomposer.
    2) La combustion ne dégage pas toujours des gaz de pyrolyse. C'est souvent le cas, mais pas toujours. Ils brûlent souvent sans avoir le temps de se dégager.

    J'imagine que pour toi, la combustion dont tu parles est une combustion dans l'air. Donc l'agent oxydant est le gaz O2, qui forme 20% de l'air.

    Je vais prendre un exemple simple, pour illustrer le mécanisme de la combustion. Je choisis l'octane qu'on trouve dans l'essence ordinaire. C'est une molécule C8H18.

    Il va se produire plusieurs réactions en cascade.
    La première réaction d'une combustion est donc la rupture d'une liaison C-H, avec formation d'un atome H et du reste de la molécule (radical). On appelle souvent ce radical d'un terme générique : R· (qu'on lit R point). Cette première opération exige un apport d'énergie. Elle est suivie d'une 2ème réaction. Avec l'octane, le radical R· a la formule C8H17·.
    La 2ème réaction est l'interaction entre tant H· que R· avec une molécule O2. Il se forme dans chaque cas un nouveau radical HO2· et RO2·. Avec l'octane , cette 2ème réaction forme HO2· et C8H17O2·. Ces deux radicaux sont très réactifs et produisent très vite une 3ème réaction en attaquent une nouvelle molécule d'octane.
    3ème réaction : les deux radicaux formés arrachent un H à la nouvelle molécule d'octane, ce qui produit des molécules nouvelles : H2O2 et C8H7OH. Et cela laisse aussi un nouveau radical C8H17, qui va réagir avec O2 comme le précédent.
    4ème réaction : les deux molécules nouvelles vont se casser en deux : H2O2 formera deux radicaux OH· Et C8H17OH va subit une pyrolyse et perdre de l'eau pour former H2O et C8H16.
    5ème réaction : les radicaux OH· formés dans l'étape 4 vont réagir avec une nouvelle molécule d'octane, comme l'ont fait HO2· et RO2· ci-dessus. Peu à peu l'octane se transforme en C8H16. Et on recommence l'attaque de cet octène C8H16 par les nombreux radicaux présents, ce qui forme C8H16, puis C8H14, C8H12, etc. Ensuite on assiste à la rupture des liaisons C-C.
    Au terme d'une bonne centaine de réactions élémentaires semblables, on finit par avoir CO2 et H2O à la fin. Toutes ces réactions sont exothermiques, sauf la première rupture C-H.
    Et je ne t'ai pas parlé des réactions dites secondaires, comme les réactions dites de cracking.

  4. #3
    kaydash

    Re : Combustion / oxydation

    Merci moco, d'avoir pris le temps de me répondre.

    Mes cours de chimie sont loin derrière, mais j'arrive toujours a suivre ce que tu m'expliques

    Je parle effectivement de combustion dans l'air, l'O2 étant l'oxydant.
    Je vais reprendre l'exemple du composant de l'essence dont tu parles. Tu me corriges si je dis une bêtise ^^
    L'octane émet des vapeurs inflammables aux alentours des 13°, son point éclair. J'avais déjà bien saisi la notion de radical, de rupture de liaison homolytique, de réaction en chaine nécessitant initialement un apport d'energie.

    La ou le développement m'intéresse d'avantage c'est lorsque tu précises que les radicaux de l'octane, du coup très réactifs "s'attaquent à une molécule d'octane".

    Comme cela ne répond pas forcément a ma question, je vais tenter de m'expliquer:

    Si j'enseigne à mes stagiaires que ce sont les gaz qui brulent et non le combustible lui même, suis je donc dans le vrai?
    Car à la lecture de ta réponse, je ne comprends pas à quel moment, en suivant ton exemple, les vapeurs rentrent en ligne de compte dans la réaction. Finalement, le comburant intervient sur l'oxydation du combustible, ou l'oxydation des radicaux libres dégagés par ruptures des liaisons?


  5. #4
    FC05

    Re : Combustion / oxydation

    Citation Envoyé par kaydash Voir le message
    Finalement, le comburant intervient sur l'oxydation du combustible, ou l'oxydation des radicaux libres dégagés par ruptures des liaisons?
    Les deux mon général !
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  6. #5
    moco

    Re : Combustion / oxydation

    Bonsoir,
    Je reprends les questions de Kaydash que j'écris en italique, et que je vais développer.

    La première est :
    Si j'enseigne à mes stagiaires que ce sont les gaz qui brulent et non le combustible lui même, suis je donc dans le vrai?
    Tu n'es pas dans le vrai. Il n'y a pas de différence entre ce que tu appelles "le gaz qui brûle" et "le combustible lui-même".
    Le gaz qui brûle est formé de molécules de combustible et de ses produits d'oxydation successifs.

    La seconde question est :
    A quel moment, en suivant ton exemple, les vapeurs rentrent en ligne de compte dans la réaction ?
    Le liquide n'intervient jamais dans le mécanisme que j'ai écrit. Toutes les réactions se produisent en phase vapeur. On ne peut pas faire brûler un liquide. On peut faire brûler les vapeurs qui se forment par évaporation du liquide. Toutes les molécules et autres radicaux qui réagissent les uns sur les autres sont en phase gazeuse.

    La troisième est :
    Le comburant intervient sur l'oxydation du combustible, ou l'oxydation des radicaux libres dégagés par ruptures des liaisons?
    Le comburant, donc O2, n'intervient par "sur" l'oxydation. Le terme que tu utilises est maladroit. O2 provoque l'oxydation du combustible, en arrachant des atomes H un à un et en les liant à O. Mais ce terme de "oxydation du combustible" recouvre l'ensemble de toutes les réactions élémentaires produisant puis détruisant les radicaux libres, jusqu'à ce qu'à la fin, il ne reste plus que CO2 et H2O.

    J'espère avoir été clair.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    kaydash

    Re : Combustion / oxydation

    Merci pour ces éléments de réponse. J'y vois qd même nettement plus clair

    merci à vous!
    Je repasse par là si j'ai d'autres questions sur le sujet

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