Chapitre 8: L'OXYDATION DU CARBONE, DU SOUFRE ET DU FER - Physique-Chimie Troisième | DigiClass
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L'OXYDATION DU CARBONE, DU SOUFRE ET DU FER

I.  La combustion du carbone

A.  Expérience

Plaçons un morceau de charbon de bois dans la flamme d’un bec  bunsen. Il brûle et devient incandescent. Plaçons le maintenant dans un bocal contenant du dioxygène, il brûle avec une incandescence plus vive. Il se dégage beaucoup de chaleur au cours de la réaction : $\textbf{on dit que la réaction est exothermique.}$

B.  Interpretation

Au bout de quelques instants, la combustion cesse car tout le $\textbf{dioxygène}$ contenu dans le bocal a été consommé, du carbone aussi a été consommé. Il se forme du $\textbf{dioxyde de carbone}$ $CO_{2}$, lequel est mise en évidence par l’eau de chaux qui se trouble à son contact.

C.  Conclusion

Au cours de la combustion du carbone deux phénomènes sont observés :

  • La disparition du $\textbf{carbone (C)}$ et du $\textbf{dioxygène}$ ($O_{2}$),
  • L’apparition du dioxyde de carbone ($CO_{2}$)

La combustion du carbone est donc une réaction chimique.

D.  Équation bilan de la combustion

Réactifs : $\textbf{carbone (C)  et dioxygène}$ ( $O_{2}$ )

Produit formé : $\textbf{dioxyde de carbone}$ ( $CO_{2}$ )

$C + O_{2}  \rightarrow  CO_{2}$

II.  La combustion du soufre

A.  Expérience

Enflammons du soufre contenu dans un creuset puis plongeons le creuset dans un bocal contenant du dioxygène. La combustion devient plus vive dans le dioxygène.

Cette réaction dégage beaucoup de chaleur, elle est donc exothermique.

B.  Interpretation

Une partie du soufre et du dioxygène contenu dans le bocal disparait au cours de cette réaction.

Il se forme un gaz incolore et suffocant : le dioxyde de soufre.

Le dioxyde de soufre se dissout dans l’eau et décolore une solution de permanganate de potassium.

C.  Conclusion

L’apparition du dioxyde de soufre et la disparition du soufre et du dioxygène montrent qu’il s’agit donc d’une réaction chimique entre le soufre et le dioxygène.

D.  Équation bilan

Réactifs : $\textbf{soufre (S)  et dioxygène}$ ( $O_{2}$ )

Produit formé : $\textbf{dioxyde de soufre}$ ( $SO_{2}$ )

$S + O_2 \rightarrow SO_2$

III.  Combustion du fer

A.  Expérience

En enflammant un fil de fer enroulé en spires, il devient incandescent. Placer  dans un flacon contenant du dioxygène, il brûle encore plus  vif avec un dépôt de goutte de matière incandescente.

B.  Interpretation

Une partie du fer et du dioxygène a été consommée. Il y a eu formation d’un nouveau corps : $\textbf{l’oxyde magnétique de fer}$ ($Fe_{2}O_{3}$). Il s’agit d’une réaction chimique entre le fer et le dioxygène

C.  Equation bilan

Cette réaction se traduit par l’équation bilan suivant :

Réactifs : $\textbf{fer (Fe)  et dioxygène}$ ( $O_{2}$ )

Produit formé : $\textbf{oxyde magnétique de fer}$ ( $Fe_{3}O_{4}$ )

$3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4 $

IV.  La formation de la rouille

Au contact de l’air humide, le fer se recouvre lentement d’un produit poreux rouge brun appelé $\textbf{rouille.}$ La rouille est essentiellement constituée $\textbf{d’oxyde}$ $\textbf{ferrique}$, produit de la réaction entre le fer et les atomes d’oxygène de l’air.

La réaction est exothermique mais très lente

V.  Oxydation et Combustion

Les combustions dans l’air ou dans le dioxygène du carbone, du soufre et du fer donnent des oxydes : $\textbf{on dit que ces}$ $\textbf{combustions}$ $\textbf{sont des oxydations.}$

Quand une $\textbf{oxydation dégage beaucoup de chaleur}$ et se manifeste par $\textbf{l’apparition d’une flamme}$, d’une incandescence, on parle de $\textbf{combustion}$

Quand $\textbf{l’oxydation est trop lente}$ pour que la chaleur dégagée ne puisse être détectée, on parle $\textbf{d’oxydation lente.}$

VI.  EXERCICES D’APPLICATION

$\textbf{Questions de cours}$


    1. Écrire l’équation bilan équilibrée de la combustion du soufre dans le dioxygène
    2. Comment appelle-t-on le produit formé ? Comment l’identifie-t-on ?
  1. le monoxyde de carbone, gaz toxique, brûle avec le dioxygène de l’air en produisant du dioxyde de carbone.
    1. Écrire la formule de ces deux oxydes.
    2. Écrire l’équation bilan de cette combustion.
  2. Préciser le nom et la formule des gaz dont les effets sont :
    1. Décolore une solution de permanganate de potassium.
    2. Détone à l’approche d’une flamme.
    3. Ranime une flamme.
    4. Trouble l’eau de chaux.
  3. Écrire l’équation bilan de l’oxydation du fer à chaud puis à froid, nommer à chaque fois les produits formés.

$\textbf{Exercice 1 :}$

On brûle complétement 224 g de soufre dans du dioxygène.

  1. Écrire l’équation de la réaction.
  2. Quel est le nom du gaz obtenu ? comment le met-on en évidence ?
  3. Sachant que dans les conditions normales de température et de pression 32 g de soufre brûle dans 32 g de dioxygène pour donner 22,4L du gaz obtenu, calculer
    1. La masse de dioxygène consommé
    2. Le volume de gaz obtenu

$\textbf{Exercice 2 :}$

On brûle 20g de soufre (S) dans un flacon de $500cm^{3}$ contenant du dioxygène $0_{2}$

  1. Écrire l’équation-bilan équilibrée de la réaction chimique.
  2. Il reste en fin de réaction 13,5g de soufre. En déduire la masse de soufre ayant réagi.
  3. Calculer la masse de dioxygène consommée, sachant que dans les conditions de l’expérience : un litre de dioxygène pèse 1,3g
  4. Quelle est la masse des produits formés.