La braise dans le dioxygène
Une braise de charbon qui rougeoie à peine… plongée dans un flacon de dioxygène pur, elle s’embrase d’un coup en gerbe d’étincelles — sans la moindre flamme. Et dans le flacon, un gaz invisible vient de naître. Sauras-tu le démasquer ?
En une phrase
Quand du carbone brûle (une braise plongée dans du dioxygène), il réagit avec le dioxygène et se change en dioxyde de carbone. On l'écrit : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone. Pour vérifier que le gaz formé est bien du dioxyde de carbone, on voit qu'il trouble l'eau de chaux.
L'idée à retenir
La combustion du carbone est une transformation chimique : le carbone (la braise) réagit avec le DIOXYGÈNE et forme du DIOXYDE DE CARBONE. Bilan : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone, soit C + O₂ → CO₂ (les atomes se conservent : 1 carbone et 2 oxygène de chaque côté). Le gaz formé, invisible, est identifié par le test de l’eau de chaux, qui SE TROUBLE en sa présence. Pas d’eau formée ici : le carbone ne contient pas d’hydrogène — et la combustion est d’autant plus vive que le dioxygène est abondant.
Comprendre
Le carbone est le constituant principal du charbon de bois. Pour étudier sa combustion, on chauffe un morceau de carbone jusqu'à le rendre incandescent (une braise), puis on le plonge dans un flacon rempli de dioxygène. Aussitôt, la braise rougeoie beaucoup plus vivement qu'à l'air libre et se consume sans flamme.
Le carbone réagit avec le dioxygène pour former une seule nouvelle substance : le dioxyde de carbone, un gaz invisible. On écrit le bilan avec des mots : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone. On peut aussi l'écrire avec l'équation C + O₂ → CO₂, comme dans le chapitre sur les transformations chimiques.
Les atomes se conservent : à gauche, un atome de carbone et deux atomes d'oxygène (dans le dioxygène O₂) ; à droite, un atome de carbone et deux atomes d'oxygène (dans le dioxyde de carbone CO₂). Le carbone n'a donc pas disparu : il s'est combiné au dioxygène. Pour identifier le gaz formé, on utilise le test de l'eau de chaux : on verse un peu d'eau de chaux dans le flacon et on agite ; si elle se trouble et devient laiteuse, c'est la preuve qu'il s'est formé du dioxyde de carbone.
Attention : le carbone ne contient pas d'hydrogène, donc sa combustion ne produit pas d'eau, contrairement à celle du méthane.
Le cours
La combustion du carbone se réalise en plongeant une braise de charbon de bois incandescente dans un flacon de dioxygène. La braise, qui rougeoyait faiblement à l'air, se met à rougeoyer vivement et se consume : le carbone réagit avec le dioxygène. Le seul produit formé est le dioxyde de carbone, un gaz invisible.
Le bilan de la transformation s'écrit avec des mots : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone. Il se modélise par l'équation de réaction C + O₂ → CO₂. Cette équation respecte la conservation des atomes : on compte un atome de carbone et deux atomes d'oxygène de chaque côté de la flèche.
Le carbone et le dioxygène sont les réactifs, consommés au cours de la transformation ; le dioxyde de carbone est le produit formé. Pour prouver que le gaz obtenu est bien du dioxyde de carbone, on emploie le test caractéristique : l'eau de chaux, un liquide transparent, se trouble et devient laiteuse en présence de dioxyde de carbone. La combustion du carbone ne forme que du dioxyde de carbone : puisque le carbone ne contient pas d'hydrogène, aucune eau n'apparaît, à la différence de la combustion du méthane.
Enfin, cette combustion est d'autant plus vive que le dioxygène est abondant : dans le dioxygène pur, elle est bien plus intense que dans l'air, qui n'en contient qu'environ un cinquième.
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Les erreurs fréquentes
- En brûlant, le carbone disparaît puisqu'il ne reste presque rien.
- Le carbone ne disparaît pas : il se combine au dioxygène pour former du dioxyde de carbone, un gaz invisible qui s'échappe. Les atomes sont conservés.
- La combustion du carbone produit de l'eau, comme celle du méthane.
- Le carbone ne contient pas d'hydrogène : sa combustion ne forme que du dioxyde de carbone, pas d'eau. C'est la combustion du méthane qui forme aussi de l'eau.
Tu maîtrises la notion si…
- Décrire la combustion du carbone et nommer le produit formé (le dioxyde de carbone).
- Écrire le bilan avec des mots et connaître l'équation C + O₂ → CO₂ (atomes conservés).
- Identifier le dioxyde de carbone grâce au test de l'eau de chaux, qui se trouble.
Vérifie que tu as compris
Quel gaz se forme lorsqu'on brûle du carbone dans du dioxygène ?
Réponse Du dioxyde de carbone
La combustion du carbone s'écrit C + O₂ → CO₂ : le seul produit formé est le dioxyde de carbone, un gaz invisible qui trouble l'eau de chaux.
Comment vérifie-t-on que le gaz formé par la combustion du carbone est du dioxyde de carbone ?
Réponse L'eau de chaux se trouble
Le test caractéristique du dioxyde de carbone est l'eau de chaux : elle se trouble et devient laiteuse en sa présence.
La combustion du carbone (par exemple une braise) produit-elle de l'eau, comme celle du méthane ?
Réponse Non : le carbone ne contient pas d'hydrogène, elle ne forme que du dioxyde de carbone
Le carbone ne contient pas d'hydrogène : sa combustion (C + O₂ → CO₂) ne forme que du dioxyde de carbone, pas d'eau. C'est la combustion du méthane, qui contient de l'hydrogène, qui forme aussi de l'eau.
S'entraîner sur cette notion
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La braise s’embrase : un gaz nouveau naît dans le flacon.
Regarde le panneau du test : l’eau de chaux versée dans le flacon se trouble et devient laiteuse. C’est le test caractéristique d’UN seul gaz — le dioxyde de carbone, formé quand le carbone réagit avec le dioxygène. Ni dioxygène, ni eau, ni méthane.
C + O₂ → CO₂ : les atomes sont conservés, 1 C et 2 O.
Écris d’abord le bilan en mots : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone. Puis l’équation : C + O₂ → CO₂. Vérifie la conservation : à gauche 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène (dans O₂) ; à droite, exactement le même compte (dans CO₂). Et pas d’eau : le carbone ne contient pas d’hydrogène.
Trouble laiteux : le flacon contient du dioxyde de carbone.
L’eau de chaux qui se trouble est LE test du dioxyde de carbone. Comme elle devient laiteuse, le flacon contient du dioxyde de carbone — c’est bien le produit de la combustion du carbone. Conclusion en trois temps : le test, le gaz identifié, son origine.
Plus de dioxygène disponible → combustion plus vive.
Le comburant de cette combustion est le dioxygène. Dans l’air, il ne représente qu’environ un cinquième des molécules : la braise rougeoie faiblement. Dans le flacon de dioxygène pur, il y en a partout : la combustion devient bien plus vive. Plus le dioxygène est abondant, plus la combustion est intense.