- Écrire et équilibrer les équations des combustions complètes du…

Chimie organique : structures, synthèses, combustions · Familles et combustions · niveau 2

Énoncé

Écrire et équilibrer les équations des combustions complètes du butane $C X_{4} H X_{10}$ et du butan-1-ol $C X_{4} H X_{10} O$ .
Calculer, pour $1, 00$ mol de chaque combustible, le volume de dioxygène nécessaire ( $V_{m} = 24, 0 L / mol$ ).
Commenter l'écart.

Corrigé

1. Carbone d'abord, hydrogène ensuite, dioxygène en dernier.

$2 C X_{4} H X_{10} + 13 O X_{2} 8 CO X_{2} + 10 H X_{2} O$

Pour le butan-1-ol, ne pas oublier son oxygène. Avec $C X_{4} H X_{10} O + x O X_{2} 4 CO X_{2} + 5 H X_{2} O$ , le bilan en O donne $1 + 2 x = 8 + 5 = 13$ , soit $x = 6$ :

$C X_{4} H X_{10} O + 6 O X_{2} 4 CO X_{2} + 5 H X_{2} O$

2. Butane : la première équation, ramenée à $1$ mol de butane, demande $\frac{13}{2} = 6, 50$ mol de $O X_{2}$ , soit $V = 6, 50 \times 24, 0 = 156 L$ .
Butan-1-ol : $6, 00$ mol de $O X_{2}$ , soit $V = 6, 00 \times 24, 0 = 144 L$ .

3. Il faut $12 L$ de moins pour l'alcool, soit exactement une demi-mole de $O X_{2}$ . C'est logique : l'alcool apporte déjà un atome d'oxygène par entité, c'est-à-dire un demi- $O X_{2}$ . Autrement dit, le butan-1-ol est déjà partiellement oxydé — et c'est aussi pourquoi il libérera moins d'énergie que le butane à la combustion.

Contrôle : vérifier l'équilibre atome par atome sur la seconde équation. C : $4 = 4$ ; H : $10 = 5 \times 2$ ; O : $1 + 12 = 13$ et $8 + 5 = 13$ . ✓

Piège : traiter le butan-1-ol comme un alcane et écrire $6, 50$ mol de $O X_{2}$ pour lui aussi. L'oxygène du combustible compte dans le bilan.