Les combustions sont des transformations chimiques qui surviennent quand trois éléments (combustible, comburant et source d'énergie) sont présents.

Le combustible est le réactif susceptible de brûler (carbone, méthane, papier, bois, etc.).

Le comburant est le réactif entretenant la combustion. Le plus souvent, le dioxygène (présent dans l'air) est le comburant.

La source d'énergie enclenche la combustion (la chaleur, une étincelle,. Un combustible organique contient les éléments carbone et hydrogène. 

Un alcane a pour formule brute $\rm C_nH_{2n+2}$ et un alcool non cyclique $\rm C_nH_{2n+2}O$. 

Lors de la combustion complète d’un alcane ou d’un alcool, il se forme de l’eau et du dioxyde de carbone.

Une combustion peut être modélisée par une équation : 

$a~ \mathrm C_w\mathrm H_y\mathrm O_z + b~ \mathrm O_2 \rightarrow c~ \mathrm{CO}_2 + d~\mathrm H_2\mathrm O$

Exemple avec le propane : $\rm C_3H_8 + 5 O_2 \rightarrow 3 CO_2 + 4 H_2O$

Le pouvoir calorifique massique $\rm PC$ est l’énergie libérée par la combustion complète d’un kilogramme de combustible en $\rm J.kg^{-1}$. Lors de la combustion, le système chimique contenant le combustible libère de l’énergie $Q$ en joule $\rm J$. Les réactions de combustion sont des réactions exothermiques donc $Q < 0$.

On peut calculer $Q$ de 2 façons différentes : 

  • Soit $Q = n \times  \rm E_{comb}$ avec $n$ quantité de matière de combustible en $\rm mol$ et $\rm E_{comb}$ énergie transférée lors de la combustion d’une mole de combustible en $\rm J.mol^{-1}$. On a $\rm E_{comb} < 0$. 
  • Soit $Q = \rm - m \times PC$ avec $\rm m$ masse de combustible en $\rm kg$.

L’énergie molaire de combustion est l’énergie libérée par la combustion d’une mole de combustible. Lors d’une combustion, des liaisons se cassent, d’autres se forment.

Diagramme énergétique de la combustion du méthane :

On peut calculer $\rm E_{comb}$ = (somme des énergies de liaisons rompues) - (somme des énergies de liaisons formées).

Les réactions de combustion permettent de se chauffer, de se déplacer,… Mais elles émettent aussi des gaz à effet de serre comme le $\rm CO_2$ et participent au réchauffement climatique. Les combustibles sont très souvent fossiles et donc non renouvelables.