Une réaction de combustion, parfois abrégée RXN, est toute réaction dans laquelle un matériau combustible se combine avec l'oxygène ou est oxydé. La réaction de combustion la plus courante est un incendie, dans lequel les hydrocarbures brûlent dans l'air pour produire du dioxyde de carbone, de la vapeur d'eau, de la chaleur, de la lumière et souvent des cendres. Alors que d'autres réactions chimiques peuvent produire de la chaleur, les réactions de combustion partagent toujours des caractéristiques spécifiques qui doivent être présentes pour qu'une réaction soit une véritable réaction de combustion.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Une réaction de combustion est une réaction chimique dans laquelle un matériau se combine avec de l'oxygène pour dégager de la lumière et de la chaleur. Dans les réactions de combustion les plus courantes, les matériaux contenant des hydrocarbures tels que le bois, l'essence ou le propane brûlent dans l'air pour libérer du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau. D'autres réactions de combustion, telles que la combustion du magnésium pour produire de l'oxyde de magnésium, consomment toujours de l'oxygène mais ne produisent pas nécessairement du dioxyde de carbone ou de la vapeur d'eau.
Comment se déroule la combustion
Pour qu'une réaction de combustion se produise, des matériaux combustibles et de l'oxygène doivent être présents ainsi qu'une source d'énergie externe pour démarrer la combustion. Alors que certains matériaux s'enflamment spontanément lorsqu'ils sont réunis avec de l'oxygène gazeux, la plupart des substances ont besoin d'une étincelle ou d'une autre source d'énergie pour commencer à brûler. Une fois que la réaction de combustion commence, la chaleur générée par la réaction est suffisante pour la maintenir.
Par exemple, lorsque vous allumez un feu de bois, les hydrocarbures du bois se combinent avec l'oxygène de l'air pour former du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau, libérant de l'énergie sous forme de chaleur et de lumière. Pour allumer le feu, vous avez besoin d'une source d'énergie externe telle qu'une allumette. Cette énergie brise les liaisons chimiques existantes afin que les atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène puissent réagir.
La réaction de combustion libère beaucoup plus d'énergie qu'il n'en faut pour rompre les liaisons chimiques. En conséquence, le bois continue de brûler jusqu'à épuisement des hydrocarbures. Toutes les impuretés non hydrocarbonées présentes dans le bois se déposent sous forme de cendres. Le bois humide ne brûle pas bien car transformer l'eau du bois humide en vapeur consomme de l'énergie. Si toute l'énergie produite par la réaction de combustion est utilisée pour vaporiser l'eau du bois, il n'en reste plus pour maintenir la réaction et le feu s'éteint.
Exemples de réactions de combustion
La combustion du méthane, le principal composant du gaz naturel, est un exemple de réaction de combustion typique. Les poêles et les fours fonctionnant au gaz naturel ont une veilleuse ou une étincelle pour fournir l'énergie externe nécessaire au démarrage de la réaction de combustion.
Le méthane a la formule chimique CH4, et il brûle avec les molécules d'oxygène de l'air, formule chimique O2. Lorsque les deux gaz entrent en contact, la combustion ne démarre pas car les molécules sont stables. Dans une étincelle ou une veilleuse, la liaison oxygène unique et les quatre liaisons méthane sont rompues et les atomes individuels réagissent pour former de nouvelles liaisons.
Deux atomes d'oxygène réagissent avec l'atome de carbone pour former une molécule de dioxyde de carbone, et deux autres atomes d'oxygène réagissent avec les quatre atomes d'hydrogène pour former deux molécules d'eau. La formule chimique est CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O. La formation des nouvelles molécules libère une quantité substantielle d'énergie sous forme de chaleur et de lumière.
La combustion du magnésium ne dégage pas de dioxyde de carbone ni de vapeur d'eau, mais il s'agit toujours d'une réaction de combustion car il s'agit d'une réaction exothermique d'un matériau combustible avec l'oxygène. Placer du magnésium dans l'air n'est pas suffisant pour démarrer la combustion, mais une étincelle ou une flamme brise les liaisons des molécules d'oxygène dans l'air pour permettre à la réaction de se dérouler.
Le magnésium se combine avec l'oxygène de l'air pour former de l'oxyde de magnésium et un excès d'énergie. La formule chimique de la réaction est O2 + 2Mg = 2MgO, et l'excès d'énergie est libéré sous forme de chaleur intense et de lumière blanche et brillante. Cet exemple montre qu'une réaction chimique peut être une réaction de combustion sans avoir les caractéristiques d'un feu traditionnel.
