Différence entre les réactions de combustion et d'oxydation de l'éthanol

Différence principale - réactions de combustion et d’oxydation de l’éthanol

L'éthanol est un alcool de formule moléculaire C₂H₅OH. La formule chimique de l'éthanol est CH₃CH₂OH. L'éthanol est utilisé comme carburant car il peut subir des réactions de combustion. Il peut également subir des réactions d'oxydation pour former des formes aldéhyde et des acides carboxyliques. La principale différence entre les réactions de combustion et d’oxydation de l’éthanol est que les réactions de combustion de l'éthanol produisent toujours de la chaleur et de la lumière, tandis que les réactions d'oxydation de l'éthanol ne produisent pas toujours de la chaleur et de la lumière.

Zones clés couvertes 

1. Quelles sont les réactions de combustion de l'éthanol
      - Définition, propriétés, réactions 
2. Quelles sont les réactions d'oxydation de l'éthanol
      - Définition, propriétés, réactions 
3. Quelle est la différence entre les réactions de combustion et d’oxydation de l’éthanol
      - Comparaison des différences clés

Mots-clés: aldéhyde, biocarburant, dioxyde de carbone, monoxyde de carbone, acide carboxylique, réaction à la combustion, combustion complète, oxydation complète, éthanol, essence, combustion incomplète, oxydation incomplète, réaction à l'oxydation

Quelles sont les réactions de combustion de l'éthanol

Les réactions de combustion de l'éthanol sont les réactions qui se produisent lors de la combustion de l'éthanol. L'éthanol est un liquide hautement inflammable qui peut être utilisé comme carburant. La combustion d'éthanol peut produire de la chaleur et de la lumière sous forme d'énergie. Par conséquent, la combustion de l'éthanol est une réaction exothermique. Lorsque l’éthanol est brûlé en présence d’oxygène moléculaire (O₂), il forme deux produits finis. Ils sont du dioxyde de carbone (CO₂) et des molécules d’eau (H₂O).

La combustion de l'éthanol est indiquée par une flamme de couleur bleue. La combustion de l'éthanol est un processus simple qui implique la combinaison d'éthanol et d'oxygène. La combustion de l'éthanol peut se produire de deux manières.

• Combustion complète
• Combustion incomplète

Figure 01: La flamme bleue indique la combustion complète de l'éthanol.

La combustion complète produit du CO₂ et H₂O. Mais une combustion incomplète produira du monoxyde de carbone (CO) ou du carbone (C). Une combustion incomplète aura lieu lorsque l'oxygène est insuffisant (O₂).  

Combustion complète d'éthanol

             CH₃CH₂OH_(l)  +  3O_{2 (g)}       → 2CO_{2 (g)}   +    3H₂O_(l)

Combustion incomplète d'éthanol

              CH₃CH₂OH_(l)  +   2O_{2 (g)}      → 2CO_(g)   +    3H₂O_(l)

              CH₃CH₂OH_(l)   +   O_{2 (g)}        → C_(s)   +    3H₂O_(l)

La combustion incomplète aboutit souvent à un mélange de monoxyde de carbone (CO) et de poussières de carbone (C)..

La chaleur produite par la combustion d'éthanol est utilisée pour entraîner le piston des moteurs de véhicules. L'éthanol peut également être utilisé comme carburant pour fusée. De plus, l'éthanol peut être produit comme biocarburant à partir de la biomasse de matériel végétal. Par conséquent, l'éthanol présente des propriétés plus respectueuses de l'environnement que les combustibles fossiles.

L'éthanol est un bon additif pour l'essence. Le mélange d’éthanol et d’essence évite certaines émissions de polluants atmosphériques. Cependant, lorsqu’il est brûlé, l’éthanol produit une flamme qui libère des polluants.

Quelles sont les réactions d'oxydation de l'éthanol

Les réactions d'oxydation de l'éthanol sont des réactions chimiques qui se produisent lorsque de l'éthanol est oxydé par des agents oxydants. L'oxydation de l'éthanol produit un aldéhyde appelé Ethanal en tant que premier produit. Il peut subir une oxydation supplémentaire pour former la forme d'acide carboxylique, connue sous le nom d'acide éthanoïque..

Figure 2: Oxydation de l'éthanol

Cependant, l'oxydation de l'éthanol peut également se produire en présence d'un catalyseur. Ce catalyseur est utilisé pour réduire l'énergie d'activation de la réaction d'oxydation. Si l'énergie d'activation est élevée, la réaction ne sera pas initiée. L'oxydation peut avoir lieu en deux phases:

• Oxydation complète
• Oxydation incomplète

L'oxydation complète de l'éthanol forme de l'acide éthanoïque en tant que produit final. L'oxydation incomplète de l'éthanol forme Ethanal comme produit final. Les deux oxydations produiront des molécules d’eau (H₂O) comme sous-produits.

Oxydation complète de l'éthanol

Ethanol + Oxygène → Ethanal + Eau → Acide éthanoïque + Eau

CH₃CH₂OH_(l)   +   [O] → CH₃CHO_(l)   +   H₂O_(l)       → CH₃COOH_(l)    +     H₂O_(l)      

L'oxydation complète de l'éthanol conduit à l'acide éthanoïque à la fin de la réaction. Mais l’oxydation de l’éthanol forme d’abord l’Ethanal, puis l’Ethanal est ensuite oxydé en acide éthanoïque..

Oxydation incomplète de l'éthanol

  Ethanol + Oxygène → Ethanal + Eau

CH₃CH₂OH_(l)   +   [O] → CH₃CHO_(l)   +   H₂O_(l)

Dans l'équation ci-dessus, [O] indique l'oxygène atomique provenant de l'agent oxydant. À titre d’exemple, considérons le dichromate de sodium (Na₂Cr₂O₇) a été utilisé comme agent oxydant avec l'acide sulfurique (H₂ALORS₄).

CH₃CH₂OH_(l)    +      N / a₂Cr₂O_{7 (aq)}    +   H₂ALORS_{4 (aq)}      → CH₃CHO_(l)   +   2NaCrO_{4 (aq)}  +   2H₂O_(l)

L’oxydation de l’éthanol nécessite soit un catalyseur, soit un agent oxydant pour mener à bien la réaction. Cependant, l'oxydation de l'éthanol ne produit ni chaleur ni lumière sous forme d'énergie. Un autre moyen d'oxydation de l'éthanol est d'utiliser des catalyseurs. Le catalyseur à base d’argent est un tel catalyseur. L’éthanol peut être oxydé en faisant passer un mélange de vapeur d’éthanol et d’air sur un catalyseur à base d’argent à 500 ° C.^oIl en résulte Ethanal comme produit avec de l’eau (H₂O).

Différence entre les réactions de combustion et d'oxydation de l'éthanol

Définition

Réactions de combustion de l'éthanol: Les réactions de combustion de l'éthanol sont les réactions qui se produisent lorsque l'éthanol est brûlé.

Réactions d'oxydation de l'éthanol: Les réactions d'oxydation de l'éthanol sont des réactions chimiques qui se produisent lorsque de l'éthanol est oxydé par des agents oxydants..

Agents oxydants

Réactions de combustion de l'éthanol: Les réactions de combustion de l'éthanol ne nécessitent pas d'agent oxydant.

Réactions d'oxydation de l'éthanol: Les réactions d'oxydation de l'éthanol nécessitent la présence d'agents oxydants.

Des catalyseurs

Réactions de combustion de l'éthanol: Les réactions de combustion de l'éthanol n'ont pas besoin de catalyseurs.

Réactions d'oxydation de l'éthanol: Des réactions d’oxydation de l’éthanol peuvent se produire en présence de catalyseurs.

Produits finaux

Réactions de combustion de l'éthanol: Les produits finaux des réactions d’oxydation de l’éthanol peuvent être le CO₂, CO, C et H₂O.

Réactions d'oxydation de l'éthanol: Les produits finaux des réactions de combustion de l’éthanol peuvent être l’éthanol ou l’acide éthanoïque avec H₂O.

Formes d'énergie

Réactions de combustion de l'éthanol: Les réactions de combustion de l'éthanol peuvent produire de la chaleur et de la lumière.

Réactions d'oxydation de l'éthanol: Les réactions d'oxydation de l'éthanol ne peuvent produire ni chaleur ni lumière.

Conclusion

La combustion est aussi une réaction d’oxydation puisque le produit final de la combustion est toujours une espèce oxydée. De plus, la combustion implique la combinaison d'oxygène avec le produit de départ. Cela indique également que la combustion est une réaction d'oxydation. Bien qu'il existe des similitudes entre ces deux phénomènes, il existe des propriétés distinctes qui permettent de distinguer la différence entre les réactions de combustion et d'oxydation de l'éthanol.

Références:

1. «Oxydation d'alcools». Chemguide. N.p., n.d. Web. Disponible ici. 21 juillet 2017. 
2. «Combustion d'éthanol». ABHSscience. N.p., n.d. Web. Disponible ici. 21 juillet 2017. 
3. «Oxydation de l'éthanol». Oxydation de l'éthanol: notes de révision faciles pour GSCE Chemistry. N.p., n.d. Web. Disponible ici. 21 juillet 2017. 

Courtoisie d'image:

«Allumage de bouteille de refroidisseur d'eau» de Chocolateoak - Image de l'éditeur (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
“Oxidation of éthanol” de Richtom80 sur Wikipedia anglais (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia