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Vidéo de question : Prédire la tendance suivie par l’inflammabilité pour la série homologue des alcanes Chimie

Dans la section de la série homologue des alcanes allant du méthane à l’hexane, que se passe-t-il avec l’inflammabilité lorsque le nombre d’atomes de carbone augmente ?

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Transcription de vidéo

Dans la section de la série homologue des alcanes allant du méthane à l’hexane, que se passe-t-il avec l’inflammabilité lorsque le nombre d’atomes de carbone augmente ?

Une série homologue représente une famille de composés qui partagent le même groupe fonctionnel, donc des propriétés chimiques similaires, et la même formule générale, chaque composé de la série différant du suivant par une seule unité structurelle. La question mentionne la série homologue des alcanes, plus spécifiquement du méthane à l’hexane. Le méthane, qui possède un seul atome de carbone, est une petite molécule qui est représentée par cette formule développée. L’éthane, qui possède deux atomes de carbone, est légèrement plus long et est représenté par cette formule développée. Le propane possède un atome de carbone de plus, le butane en possède encore un de plus, le pentane est encore plus long avec cinq atomes de carbone, alors que l’hexane possède six atomes de carbone et est donc le plus long de cette section de la série homologue des alcanes.

Nous savons que les alcanes sont des hydrocarbures. C’est-à-dire qu’ils sont constitués seulement d’atomes d'hydrogène et de carbone. Toutes les liaisons dans les alcanes sont saturées. Cela signifie que ce sont toutes des liaisons simples. Les alcanes partagent tous la même formule générale, soit C𝑛H2𝑛+2, où 𝑛 est un nombre entier, comme un, deux, trois, et cetera. De plus, chaque élément successif diffère du précédent ou du suivant par une seule unité structurelle, dans ce cas-ci un CH2, soit un atome de carbone et deux atomes d’hydrogène. Puisque ces composés sont identiques, outre l'ajout progressif d’une unité CH2, il est logique que leurs propriétés varient progressivement avec le nombre croissant d’atomes de carbone. Nous pourrions affirmer que leurs propriétés, en particulier leurs propriétés physiques, varient progressivement.

La question vise à déterminer ce qui se produit avec la propriété d’inflammabilité lorsque le nombre d’atomes de carbone augmente, en d’autres termes lorsque la longueur de la chaîne ou la taille de la molécule augmente. Une substance inflammable prend feu ou s’enflamme immédiatement lorsqu’elle est exposée à une flamme. Au fur et à mesure que nous passons du méthane possédant un seul atome de carbone à l’hexane possédant six atomes de carbone, les molécules deviennent de plus en plus grosses. Bien que tous ces alcanes soient des combustibles et puissent brûler en présence d’oxygène, plus il y a d’atomes de carbone ou plus la molécule est grosse, plus les forces d’attraction de van der Waals sont fortes. Par conséquent, il faut davantage d’énergie pour vaporiser ces molécules plus grosses ou plus longues. Ainsi, les plus grosses molécules d’hydrocarbures sont plus susceptibles de subir une combustion incomplète. Donc, elles brûlent avec des flammes dégageant davantage de fumée.

Les plus petites molécules de cette série ont des forces d’attraction de van der Waals plus faibles entre leurs particules en raison de leur petite taille. Les très petits alcanes sont gazeux à température ambiante et sont donc déjà en phase vapeur. Même si la température était plus basse, moins d’énergie serait nécessaire pour convertir ces molécules en phase vapeur en raison de leurs forces d’attraction de van der Waals plus faibles. De plus, ces composés ont tendance à subir une combustion complète en présence de suffisamment d’oxygène et à brûler avec une flamme bleue ne dégageant pas de fumée.

Alors, que se passe-t-il avec l’inflammabilité lorsque le nombre d’atomes de carbone augmente ? L’inflammabilité diminue.

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