Physique-Chimie 1re

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Les déchets, sources d’énergie
P.191
ACTIVITÉ D'EXPLORATION


2
Les déchets, sources d’énergie





La méthanisation est une technique de recyclage des déchets organiques, à raison de 400 L de méthane récupéré par kilogramme de déchets organiques.

➜ La méthanisation peut-elle subvenir à nos besoins énergétiques quotidiens ?


Par intuition

Quelle est la masse de déchets ménagers jetée par personne et par an ?


Doc. 1
Énergie de formation/dissociation de l’eau

Énergie de formation/dissociation de l’eau

Exemple : Ed=Ef=2E1(OH)=E_{\mathrm{d}}=E_{\mathrm{f}}=2\,E_{1}(\mathrm{O}-\mathrm{H})= 918 kJ·mol-1.
Il faut fournir 918 kJ pour rompre toutes les liaisons d’une mole d’eau (flèche rouge), à l’inverse la formation de toutes les liaisons d’une mole d’eau à partir d’atomes isolés libère 918 kJ (flèche verte). Lors d’une réaction, l’énergie ErE_{\text{r}} consommée ou libérée correspond à la différence entre l’énergie de dissociation des réactifs et l’énergie de formation des produits.
Er=Ed(reˊactifs)Ef(produits).E_{\mathrm{r}}=E_{\mathrm{d}}(\text {réactifs})-E_{\mathrm{f}}(\text {produits}).

Doc. 2
Consommation énergétique et déchets produits

Consommation énergétique et déchets produits

Données

  • ρ(CH4)=\rho(\mathrm{CH}_{4})= 0,403 g·L-1 ;
  • M(CH4)=M(\mathrm{CH}_{4})= 16 g·mol-1 ;
  • Énergies de liaisons :

  • Liaison

    Énergie de liaison (kJ·mol-1)

    O\bf{\text{O}} \bf{-} H\bf{\text{H}}

    459

    O\bf{\text{O}} =\bf{=} O\bf{\text{O}}

    494

    O\bf{\text{O}} \bf{-} O\bf{\text{O}}

    142

    C\bf{\text{C}} =\bf{=} C\bf{\text{C}}

    602

    C\bf{\text{C}} \bf{-} O\bf{\text{O}}

    358

    C\bf{\text{C}} =\bf{=} O\bf{\text{O}}

    749

    C\bf{\text{C}} \bf{-} C\bf{\text{C}}

    346

    C\bf{\text{C}} \bf{-} H\bf{\text{H}}

    411


L’énergie de liaison est l’énergie qu’il faut fournir pour dissocier chaque atome d’une liaison.

Compétence

RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l’énergie

Questions

Voir les réponses
1. Écrire l’équation de la réaction complète de combustion du méthane CH4(g)\mathrm{CH}_{4}(\mathrm{g}).


2. Doc. 1 et 2 Avec l’aide des modèles moléculaires pour la combustion du méthane :

a. Estimer l’énergie de dissociation EdE_{\text{d}} (réactifs) pour une mole de méthane.


b. Estimer l’énergie de formation EfE_{\text{f}} (produits).


3. Doc. 1 Déterminer l’énergie libérée lors de la combustion d’une mole de méthane.


4. Que représente en pourcentage l’énergie maximale récupérable par les 72 kg de déchets organiques d’un(e) Français(e) dans sa consommation annuelle énergétique ?

Synthèse de l'activité

Voir les réponses
La méthanisation est-elle une solution viable économiquement et écologiquement pour répondre aux besoins énergétiques ?
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