Le protoxyde d'azote : un gaz comburant

Un article du site scienceamusante.net.

Le dioxygène présent dans l'air n'est pas le seul gaz capable d'entretenir les combustions. Le protoxyde d'azote, N2O, aussi appelé "gaz hilarant", possède aussi des propriétés comburantes et on le trouve facilement dans le commerce. Cette expérience montre cette propriété.

1 Précautions

Outre les précautions en chimie qui sont d'usage, cette expérience comporte les attentions suivantes :

  • Ne pas respirer le protoxyde d'azote. Ne jamais essayer de percer une cartouche de N2O sous pression ; utiliser un siphon.
  • Attention aux grandes flammes qui peuvent se produire quand une combustion se déroule dans ce gaz.

2 Matériel

Siphon de cuisine avec cartouches de N2O © C. Darrigan
  • Grand flacon ou erlenmeyer de 2 L en Pyrex®
  • Siphon de cuisine, pour l'eau de Seltz ou la crème Chantilly
  • Cartouches de protoxyde d'azote adaptées au siphon (capsules argentées ; ne pas utiliser les capsules rosées ou dorées qui contiennent du CO2)
  • Baguette en bois (type pique pour brochette)

3 Protocole expérimental

  • Remplissage du siphon : adapter une capsule de protoxyde d'azote sur le siphon afin de remplir le siphon de ce gaz. (Se reporter au manuel d'utilisation de votre siphon.) Une seule cartouche est suffisante pour réaliser l'expérience.
  • En appuyant la gâchette du siphon, faire sortir le gaz sous pression dans le goulot du récipient en Pyrex®. Il suffit généralement de quelques secondes pour remplir le récipient. Le gaz est incolore, donc invisible, mais plus dense que l'air, donc il reste à l'intérieur, le goulot étant vers le haut.
  • Allumer une baguette en bois avec un briquet jusqu'à apparition d'une incandescence, et éteindre la flamme : il reste un bout incandescent rouge orangé.
  • Introduire la baguette incandescente dans le récipient rempli de gaz ; la flamme se rallume et la baguette se consume plus rapidement que dans l'air avec une flamme plus vive.
  • Pour arrêter la combustion, il est possible de verser de l'eau.

4 Explications

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  • Le protoxyde d'azote a pour formule chimique N2O. Il réagit facilement, sous l'effet de la température, avec les matériaux combustibles pour former une combustion. Ce gaz est ce que l'on appelle un comburant (à ne pas confondre avec carburant qui est synonyme de combustible !).
  • D'après le règlement CLP/SGH relatif à l'étiquetage des substances chimiques, N2O fait partie de la classe des gaz comburants, catégorie 1. Il doit donc porter les pictogrammes ci-contre :
    • SGH04 SGH04 car c'est un gaz comprimé dans une cartouche et
    • SGH03 SGH03 car il a un pouvoir comburant plus élevé que l'air seul.
  • Dans l'air, c'est le dioxygène SGH03 présent à environ 21% qui est un comburant et permet aux combustibles de brûler. Et c'est aussi grâce au dioxygène que nous pouvons respirer et vivre.
  • Même si le protoxyde d'azote est un comburant, il ne serait pas possible de vivre en le respirant pur ! Il n'a pas les mêmes propriétés biologiques que le dioxygène. Et en réalité, il ne faut pas respirer ce gaz en grande quantité, car il a des propriétés anesthésiantes et euphorisantes : appelé aussi "gaz hilarant", il est parfois utilisé par les dentistes pour endormir légèrement les patients pour des opérations. Mais respiré à plus forte dose il provoque des étourdissements, des vertiges et hallucinations jusqu'à l'endormissement, ce qui peut être dangereux si celui qui le respire est debout.
  • N2O est utilisé comme gaz propulseur dans certains aérosols pour nettoyer les claviers, pièces mécaniques ou optiques, mais aussi dans les bombes de crème Chantilly, sous le code E942.
  • On voit donc que ces cartouches et aérosols peuvent présenter un certain danger, puisqu'en cas d'incendie, si ces récipients sous pression sont chauffés, ils peuvent exploser et libérer un gaz capable de raviver les flammes. Un mélange de N2O et d'un gaz combustible (méthane, hydrogène...) peut donner un mélange gazeux explosif.

5 En savoir plus

Consulter :

6 Références