Combustion du sucre
De Wikidebrouillard.
Sommaire |
Présentation de l'expérience
Seriez-vous capable de faire brûler du sucre ? Nous y sommes parvenus.
Matériel
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3 petits pots en verre ou verres
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Du sucre en poudre
-
De la cendre
-
Un briquet ou des allumettes
L'expérience
L'expérience permet de mettre en évidence le rôle de la mèche dans une bougie.
En vidéo
La manipulation
Faire trois tas, un sur chaque verre retourné :
- Un tas de sucre.
- Un tas de cendre.
- Un tas composé d'un mélange de sucre et de cendre. Il faut un peu plus de sucre que de cendre.
Essayer de mettre le feu à chacun des tas.
Que voit-on ?
- Un seul tas prend feu : celui qui mélange sucre et cendre.
- Le sucre se caramélise sous l'action de la chaleur.
- La cendre ne change pas.
Explications
- Le sucre se caramélise : c'est une réaction de maillard.
- La cendre ne peut pas brûler seule (carbone uniquement).
- Le mélange contient tous les éléments utiles à la combustion : carbone, hydrogène. Le dioxygène est dans l'atmosphère.
De manière simple
Dans la réaction, la cendre ne peut pas brûler. Le sucre est un combustible qui peut réagir avec l'oxygène de l'air en brûlant. Cependant pour que la réaction puisse s'entretenir, il faut que le sucre se vaporise, il faut donc une mèche. C'est la cendre qui fait office de mèche.
On peut faire le même type d'expérience avec une bougie. En effet on ne peut pas faire prendre la cire de la bougie sans mèche, mais la bougie s'allume avec la mèche.
Allons plus loin dans l'explication
Pour une combustion, 3 éléments sont requis : combustible, comburant et une énergie d'activation : électricité, radiation, pression. Ces 3 éléments forment le triangle du feu.
Le combustible donne la classe de feu (braises, liquides, gaz, métal) le comburant est souvent le dioxygène (sauf pour les feux de métaux, classe D!, difficiles à éteindre car le chaleur dégagée permet à la réaction de s'auto-entretenir)
* Le sucre de table :
Le sucre ne peut pas brûler car les forces intra-moléculaires sont trop fortes pour êtres rompues par simple chauffage :
- liaisons C-C trop forte
- liaisons C-O du saccharose se rompent : électronegativité
On obtient 2 oses (fructose et du glucose).
La caramélisation du sucre nécessite :
- un ose
- du dioxygène
- un apport en chaleur
Le résultat est une oxydation (couleur brune). C'est une réaction de maillard (oxydation des sucres contenus dans les aliments sous l'effet de la chaleur).
* La cendre est du carbone : elle ne brûle pas.
* Le mélange sucre + cendre : pour brûler du sucre, il faut un apport de carbone.
La formule chimique du sucre, dont le nom scientifique est saccharose, est C12 H22 O11. Le sucre réagit ainsi avec le dioxygène :
C12H22 O11 + 6 O2 => 11 H2 O + 6 C O2
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Les bougies et les torches fonctionnent sur le même principe. En effet la cire ne peut pas prendre sans mèche, par contre le pétrole de torches peut brûler sans mèche. La mèche sert seulement à ralentir la combustion. Et dans nos muscles... c'est du sucre qui est brûlé. Seulement la réaction n'est pas aussi brutale, elle ne produit pas de flamme bien sûr mais c'est la même réaction avec un catalyseur.
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