LES HYDROCARBURES

Qu’est-ce qu’un hydrocarbure ?

 Un hydrocarbure est un composé moléculaire formé uniquement d‘élément carbone et l’element hydrogène.

On trouve des hydrocarbures :

  • solides comme la ..,
  • liquides comme l‘essence, le gazole, le kérosène…,
  • gazeux comme le méthane du gaz naturel, le propane, le butane

Propriétés physiques des hydrocarbures

Les hydrocarbures peuvent être des gaz, des liquides ou des solides. Ils sont peu solubles dans l’eau, ils ne résistent pas pour la plupart à la chaleur. Ils sont très souvent inflammables. Ils ne conduisent pas le courant électrique.

Exemples de familles d’hydrocarbures

 Les alcanes

 Parmi les hydrocarbures, nous allons étudier un groupe particulier appelé alcanes. Citons-en quelques-uns : le méthane de formule CH4, l‘éthane de formule C2H6, le propane de formule C3H8, le butane de formule C4H10, le pentane de formule C5H12 etc.

Nous remarquons que ces formules s‘écrivent sous la forme CnH2n+2 , n étant le nombre d‘atomes de carbone dans la molécule : n = 1 pour le méthane, n = 2 pour l‘éthane, etc.

La formule générale des alcanes est donc CnH2n+2 avec n un nombre entier supérieur ou égal à 1.

 Les alcènes

 les alcènes sont aussi une famille d’hydrocarbures. Citons-en quelques-uns

L‘éthylène ou éthène de formule C2H4 , le propène de formule C3H6, le butène de formule C4H8, etc.

Nous remarquons que ces formules s‘écrivent CnH2n, n étant le nombre d‘atomes de carbone dans la molécule : n = 2 pour l‘éthylène, n = 3 pour le propène, etc.

La formule générale des alcènes est donc CnH2n avec n un nombre entier supérieur ou égal a 2.

 Les alcynes

 les alcynes sont encore une famille d’hydrocarbures. Citons-en quelques-uns :

l‘éthyne ou acétylène de formule C2H2, le propyne de formule C3H4, le butyne de formule C4H6, le pentyne de formule C5H8, etc.

Nous remarquons que ces formules s‘écrivent CnH2n-2 , n étant le nombre d‘atomes de carbone dans la molécule : n = 1 pour le méthane, n = 2 pour l‘éthane, etc.

La formule générale des alcynes est donc CnH2n-2 avec n un nombre entier supérieur ou égal à 2.

Combustion d’hydrocarbures dans le dioxygène

 Combustion complète

 Faisons brûler du butane recueilli dans un tube à essais. La combustion, qui se fait avec une flamme bleu pâle et très chaude, est complète.

Un verre sec et froid, placé au-dessus de la flamme, se recouvre de buée : la combustion du butane dans le dioxygène de l‘air produit de la vapeur d‘eau.

Une fois la combustion terminée, versons un peu d‘eau de chaux dans le tube à essais et agitons. L‘eau de chaux se trouble : la combustion produit aussi du dioxyde de carbone. La combustion complète des autres alcanes donne les mêmes produits.

La combustion complète des hydrocarbures dans le dioxygène produit de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone. Elle dégage aussi beaucoup de chaleur : on les utilise comme combustibles ou comme carburants.

  Équation-bilan

 

La combustion est une réaction chimique. Ecrivons l‘équation-bilan de la réaction de combustion pour le méthane. Les réactifs sont le méthane et le dioxygène de l‘air. Les produits sont le dioxyde de carbone et l‘eau :

Méthane + dioxygène → dioxyde de carbone + eau

Écrivons l‘équation-bilan : CH4  + 2 O2    CO2  + 2 H2O

Équations-bilan de quelques combustions complètes

Hydrocarbure + dioxygène dioxyde de carbone + eau

Exemples

CH4  + 2 O2→  CO2  + 2 H2O

2 C2H6  + 7 O2→  2 CO2 + 3 H2O

2 C2H2  + 5 O2→  4CO2 + 2H2O

 Combustion incomplète

 Tournons la virole du bec bunsen de façon à couper l‘arrivée d‘air. La flamme n‘est plus bleue, mais jaune orangé. Une soucoupe, placée au-dessus de la flamme, se recouvre d‘un dépôt de noir  de carbone : la combustion est incomplète. La quantité de dioxygène n‘est pas suffisante pour réaliser la combustion.

Dans certaines conditions, la combustion peut donner du monoxyde de carbone (de formule CO). Ce gaz est un poison extrêmement dangereux qui provoque l‘asphyxie en agissant sur l‘hémoglobine du sang.

Une soucoupe, placée au-dessus de la flamme jaune, noircit : il se forme du carbone. Il s’agit d’une combustion incomplète. Lorsque nous tournons la virole afin que l’air pénètre par les trous de la cheminée, la flamme est bleue. La combustion est alors complète.

 Applications industrielles des hydrocarbures

Dans l‘industrie les hydrocarbures sont surtout utilisées comme sources d‘énergie. C‘est le cas du fuel, du gas-oil, du kérosène, du gaz butane…

On les utilise aussi pour le butimage des routes avec le goudron et en pharmacie pour la synthèse des huiles essentielles.

hydrocarbures et environnement

les déchets plastiques

la pollution atmospherique et l’effet de serre

ont des effets néfastes sur l’environnement.

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