L'énergie chimique

12 août 2020

I - Comprendre l'équation d'une réaction

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) → CO₂ (g) + 2 H₂O (g)

L’équation de la réaction étant donnée :

Associer à chaque formule chimique le nom de l’espèce chimique qu’elle représente
Indiquer le nombre de molécule de chaque espèce chimique
Indiquer la composition de chaque molécule (ou donner la formule brute, connaissant le schéma de Lewis)

**Tab.** - *formules chimiques usuelles*.
Espèce chimique	Formule
dioxygène	O₂
diazote	N₂
eau	H₂O
dioxyde de carbone	CO₂
méthane	CH₄
monoxyde de carbone	CO

II - Description et évolution d'un système chimique ?

Espèces chimiques présentes, variables d’états : température (°C) et pression (hPa), état physique : solide, liquide, gazeux ou en solution aqueuse, quantité de matière. Transformation chimique. Etat initial, état final.

Quand la matière subit une transformation, on dit que c’est une transformation chimique si des espèces chimiques disparaissent et que de nouvelles apparaissent.

Au cours de la transformation chimique des liaisons entre atomes sont rompues et d’autres sont établies. L’énergie chimique d’un système est stockée dans ces liaisons.

**Tab.** - *énergie mise en jeu par la rupture ou la formation d'une liaison*.
Liaison entre deux atomes	Energie en J
C–H	6,81×10^-19
O=O	8,21×10^-19
C=O	1,32×10^-18
O–H	7,64×10^-19

III - Réaction exothermique, endothermique ou athermique

Effet thermique d'une transformation chimique

Evolution de la température du système. Exothermique (augmentation de la température : le système chimique libère de l’énergie), endothermique (diminution de la température : le système chimique reçoit de l’énergie), athermique (température constante).

Les combustions : réactions exothermiques. Combustible, comburant, énergie d’activation. Réaction auto-entretenue.

IV - Comment passer de l'énergie libérée par une réaction au pouvoir calorifique ?

=> énergie molaire : J/mol

=> masse molaire : g/mol

=> pouvoir calorifique = énergie massique : J/kg

V - Pouvoir calorifique

Tous les combustibles ne libèrent pas la même quantité d’énergie. Le pouvoir calorifique est l’énergie libérée par la combustion d’un kilogramme de combustible.

PC =

**Tab.** - *pouvoir calorifique massique moyen de quelques combustibles*.
Combustible	Pouvoir calorifique (MJ.kg^-1)
Dihydrogène	120
Méthane	50,0 (PCI)
Propane	46,4 (PCI)
Essence	47
Gazole (diesel)	45
Fioul domestique	45
Gaz de ville (selon la teneur en méthane)	43
Ethanol (alcool pur)	30
Charbon (selon provenance)	12 à 27
Bois (selon le bois et son taux d'humidité)	7 à 15

PCI ; PCS ; PCM

VI - Dangers des combustions et moyens de prévention des incendies

Le risque électrique : la surintensité, inflammation des matériaux de construction de l’habitat (point d’auto-inflammation, point d'inflammation, point d'éclair) ;
Les fuites de gaz : vérifier la date de validité des raccordements ; s'assurer de l'étanchéité des raccords et des canalisations de gaz ;
Les combustions incomplètes : le monoxyde de carbone, l’entretien des chaudières, la suie.