Énergie dégagée par combustion

La combustion complète du méthane (CH$_4$) en présence d'oxygène (O$_2$) produit du dioxyde de carbone (CO$_2$) et de l'eau (H$_2$O). La réaction chimique associée à cette combustion est donnée par :

$\text{CH}_4 + 2 \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O}$

Pour déterminer la quantité d'énergie dégagée par cette réaction, nous avons besoin de connaître l'enthalpie molaire de combustion du méthane, $\Delta H_c^\circ$, qui est l'énergie dégagée par la combustion d'une mole de méthane.

La valeur de $\Delta H_c^\circ$ pour le méthane est d'environ -890,3 kJ/mol.

Si on considère la combustion de 1 mole de CH$_4$, cela dégagera -890,3 kJ d'énergie.

Pour trouver la quantité d'énergie dégagée par la combustion de 100,00g de CH$_4$, nous devons d'abord déterminer combien de moles cela représente, puis multiplier ce nombre par $\Delta H_c^\circ$.

La masse molaire du méthane est:

$\text{Masse molaire de CH}_4 = 12.01 \text{g/mol (pour le carbone)} + 4.02 \text{g/mol (pour l'hydrogène)} = 16.03 \text{g/mol}$

Ainsi, le nombre de moles de 100,00g de méthane est:

$n = \frac{\text{masse}}{\text{masse molaire}}$

En insérant les valeurs données :

$n = \frac{100,00 \text{g}}{16.03 \text{g/mol}}$

Calculons ce nombre de moles.

Le nombre de moles de méthane dans 100,00g est d'environ $6,24 \ \text{moles}$.

Maintenant, pour trouver la quantité d'énergie dégagée par la combustion de ces $6,24 \ \text{moles}$, nous utilisons la formule :

où $n$ est le nombre de moles de méthane, et $\Delta H_c^\circ$ est l'enthalpie molaire de combustion du méthane (-890,3 kJ/mol).

Calculons la quantité d'énergie dégagée. ​​

La quantité d'énergie dégagée par la combustion complète de 100,00g de méthane est d'environ $-5554 \ \text{kJ}$.

Ainsi, la combustion de 100,00g de méthane libère environ 5554 kJ d'énergie. ​​