Energie d'Activation/d'Inflammation

[Bayz]

Bonjour,
Actuellement en stage dans le cadre de ma troisième année de Licence de Physique, je suis confronté à un problème de thermochimie.
Je dois déterminer le mélange stœchiométrique d'air/éthylène s'enflammant pour une énergie "E" donnée.
Cela fait 5 jours que je lis des cours de thermochimie sur la Loi d'Arrhenius, les cycles de Hess et les enthalpies de formation, mais j'ai l'impression que cela ne correspond pas à ce que je dois trouver.
Je n'ai pas de données du type constante de réaction ou autre, et ma partie expérimentale servira à valider ma partie théorique, donc je ne dispose d'aucune données expérimentales pour l'instant (sauf celles disponibles sur internet), et je ne comprends pas bien la différence entre les enthalpies (ou enthalpies libres ??) de réaction, de combustion, et les énergies d'activations.
Voilà, si vous avez besoin de plus d'informations pour m'aider n'hésitez pas à m'en demander, j'espère que quelqu'un aura une bonne piste pour moi.
Bonne journée à vous et merci d'avance.
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[moco]

Bonsoir,
Il me semble qu'il y a deux sortes de difficultés à résoudre dans ta demande.
1. Il semble que tu ne voies pas la différence entre enthalpie de réaction, de combustion, et d'activation. C'est un problème général, qui est du niveau des définitions fondamentales, et qui n'a rien à voir avec l'éthylène de ton problème.
2. Il y a ensuite ton problème particulier lié à la réaction stoechiométrique de l'éthylène dans l'oxygène, où intervient une énergie dont tout ce qu'on sait est qu'elle se désigne E. Mais ce serait utile de savoir si ce E est une énergie d'activation, de réaction, ou d'autre chose, si c'est une valeur à calculer ou un paramètre donné.
Explique-toi !

[Bayz]

Alors déjà, merci de m'avoir répondu!
En effet j'ai un problème avec les définitions de bases, parce que je ne sais pas laquelle de ces valeurs correspond à l'énergie citée dans mon problème.
La consigne est simple (trop, peut-être) et c'est pour cela que je suis perdu.
"Déterminer le mélange stœchiométrique air (21%O2 ET 79%N2)/éthylène s'enflammant pour une énergie de 200 microJ"
En gros, il faut que j'ai un mélange de ces deux gaz qui s'enflamme/explose quand je mets une étincelle de 200uJ à proximité, au moins 9 fois sur 10, et pas en dessous de cette valeur (ex 180uJ).
Je pensais que c'était l'énergie minimale d'inflammation, mais j'ai aussi vu qu'il existait l'énergie d'activation, l'enthalpie de combustion......... et du coup je me retrouve à ne pas trop savoir ce que je dois chercher.
J'espère avoir été clair.
Merci d'avance

[moco]

Bonsoir,
Cette donnée est effectivement peu claire. Quand on demande de déterminer le mélange stoechiométrique air/éthylène, on s'attend à devoir déterminer le rapport du volume d'air sur celui d'éthylène. Mais dans ce cas, l'énergie de 200 microjoules ne correspond à rien.
De toute façon, l'équation à utiliser est : C2H4 + 3 O2 --> 2 CO2 + 2 H2O.
Et 1 volume d'éthylène réagit avec 3 volumes d'oxygène, donc avec (100/21)·3 volumes d'air = 14.28 volumes d'air
Mais on se demande ce que vient faire ici ces 200 microjoules.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Bayz]

On me demande en effet le rapport du volume d'éthylène sur le volume d'air. J'ai trouvé cette définition qui me semble être celle de ce que je dois trouver :
"Lorsqu'un mélange inflammable n'est pas porté à sa température d'auto-inflammation, une petite quantité d'énergie, appelée énergie minimale d'inflammation EMI doit lui être fournie pour provoquer l'inflammation, sous forme d'une flamme ou d'une étincelle. Les mélanges de gaz ou de vapeurs avec l'air dans les proportions les plus favorables et dans les conditions habituelles de température et de pression s'enflamment sous l'action d'étincelles électriques de 17uJ (hydrogène, acétylène) à 300 uJ (propane, butane, méthane)
Cette énergie dépend de la concentration en gaz ou vapeur du mélange; elle présente un minimum appelé minimum de l'énergie minimale d'inflammation EMImin correspondant au mélange le plus susceptible d'exploser." -Les mélanges explosifs, INRS.

Les 200uJ correspondent donc à cette limite. Mais je ne trouve aucune formule pour lier cette énergie d'inflammation au ratio gaz/air, les seules données que je trouve sur internet sont expérimentales.
Je précise que la réaction est supposée se faire à 25°C et 1 Bar.

J'espère que vous pourrez tout de même m'aider, merci d'essayer en tout cas.
Bonne journée à vous !