LES ALCANES ET LEUR COMBUSTION
I. Les hydrocarbures
Les hydrocarbures sont des produits extraits du pétrole (essence, gazoil, huile, etc).
Un hydrocarbure est un composé dont la molécule est formée uniquement d’atomes de carbone et d’hydrogène.On les appelles aussi des carbures d’hydrogène.
-Le benzène C6H6
-L’acétylène C2H2
-L’éthylène C2H4
-Le pentane C5H12
La combustion des hydrocarbures dans le dioxygène produit de l’eau et du dioxyde de carbone.
C2H4 + 3O2$\longrightarrow$ 2CO2 + 2H2O
C6H6 + $\frac{15}{2}$O2 $\longrightarrow$ 6CO2 + 3H2O
II. Les alcanes
Les alcanes forment une famille des hydrocarbures.
A. Le méthane
C’est le plus simple des alcanes .Sa molécule comprend un atome de carbone et quatre atomes d’hydrogène.
Sa formule brute est: $CH_4$.
Sa formule developpée est :
Sa representation spatiale est:
Chaque tiret entre les atomes represente une liaison chimique .
Le carbone est liée à 4 atomes : Il est tétravalent.
B. L’éthane
La molécule d’éthane comprend 2 atomes de carbone et 6 atomes d’hydrogène.
sa formule brute est C2H6
Sa formule développée est :
C. Le propane
La molécule du propane comprend 3 atomes de carbone et 8 atomes d’hydrogène.
Sa formule brute est: $C_3H_8$
Sa formule développée est :
D. Le butane
La molécule du butane comprend 4 atomes de carbone et 10 atomes d’hydrogène.
sa formule brute est C4H10
Sa formule développée à :
- chaine linéaire est :
son nom est le n-butane ou butane normale.
- chaine ramifiée est :
Son nom est l’isobutane.
Le butane normal et l’isobutane ont la même formule brute $C_4H_1$$_0$ mais des formules développées différentes : ce sont des isomères.
Des isomères sont des corps ayant la même formule brute mais des formules développées différentes.
E. Généralisation
Les alcanes sont des hydrocarbures saturés dont la formule générale de la molécule est CnH2n+2 avec n nombre d’atomes de carbone et 2n+2 nombre d’atome d’hydrogène.
n+(2n+2)=3n+2= nombre total d’atomes dans la molécule.
Les alcanes ont un nom qui se termine en 'ane'.
Exemple : Le pentane est formée de 5 atomes de carbone, La formule brute est C5H12.
III. Combustion complète des alcanes : Equation bilan
Tous les alcanes sont des corps combustibles, ils brûlent dans l’air en consommant du dioxygène (O2) et en produisant de la vapeur d’eau (H2O) et du Dioxyde de carbone (CO2).
D’une façon générale ont peut écrire l’équation de la combustion complète d’un alcane sous forme :
Cn H2n+2 + ($\frac{3n+1}{2}$)O2 $\longrightarrow$ nCO2 + (n+1) H2O
NB : Pour ne pas avoir de fraction on multiplie toute l’équation par 2
2CnH2n+2 + (3n+1)O2$\longrightarrow$ 2nCO2 + 2(n+1) H2O
Exemple pour n=5, on a :
2C5H12 + 16O2$\longrightarrow$ 10CO2 + 12H2O
NB : Lorsque la combustion d’un alcane est complète la flamme est bleue.
Quelque exemples d’alcanes
| Nombre n de carbone | Formule | Nom |
| n=1 | CH4 | Méthane |
| n=2 | C2H6 | Ethane |
| n=3 | C3H8 | Propane |
| n=4 | C4H10 | Butane |
| n=5 | C5H12 | Pentane |
| n=6 | C6H14 | Hexane |
| n=7 | C7H16 | Heptane |
| n=8 | C8H18 | Octane |
| n=9 | C9H20 | Nonane |
| n=10 | C10H22 | décane |