TP n° 26

Combustion

Objectif :
Savoir mettre en œuvre un protocole pour estimer la valeur de l'énergie libérée lors d'une combustion.

Énergie de combustion de l'éthanol Placer 10 mL d'éthanol dans un creuset réfractaire. Verser 200 mL d'eau dans une cannette métallique après avoir pesé la cannette vide. Fixer la cannette au-dessus du creuset. Mesurer la température initiale de l'eau Θ1.
Enflammer l'éthanol. Laisser chauffer l'eau au-dessus du creuset jusqu'à épuisement de l'éthanol. Mesurer la température finale de l'eau Θ2.

1. Écrire l'équation modélisant la combustion de l'éthanol C2H6O avec le dioxygène O2, sachant que les produits sont l'eau liquide H2O et le dioxyde de carbone CO2.
2. Que signifie l'augmentation de la température de l'eau, d'un point de vue énergétique ?
3. Hors changement d'état, l'énergie ΔE (en J) reçue par une masse m d'eau (en kg) est proportionnelle à la variation de température de l'eau ΔΘ (en °C) : ΔE = 4,18*m*ΔΘ. Calculer cette énergie.
4. La densité de l'éthanol vaut 0,81. Calculer la quantité de matière d'alcool brûlé.
5. L'énergie de combustion de l'éthanol vaut : 1366 kJ.mol-1.
a. Proposer une définition de cette énergie.
b. Calculer la fraction de l'énergie libérée par la combustion qui est transférée à l'eau.
6. Qu'est-il advenu du reste de l'énergie libérée par la combustion de l'éthanol ?

Énergie de combustion de l'acide stéarique
On va utiliser le même mode opératoire en remplaçant l'éthanol par une bougie constituée essentiellement d'acide stéarique C18H36O2. Pour une variation de température de 20 °C de l'eau, mesurer la perte de masse de la bougie. On admettra que l'ensemble est thermiquement isolé (!!).
Données : Lfusion = 56,48 kJ.mol-1 ; Lébullition = 66,53 kJ.mol-1; chaleur spécifique de l'aluminium CAl = 0,90 J.g-1.°C-1.
1. Déterminer la masse m d'acide stéarique ayant brûlé.
2. En déduire l'énergie E3 libérée par cette combustion.
3. En déduire l'énergie thermique libérée par la