Four à chaux – calcination du calcaire et cycle du carbone
SciencesRéactions chimiques14–15 ans
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À suivre dans Réactions chimiques
Chargez du calcaire dans le four et réglez sa température : en dessous d'environ 825 °C la réaction progresse à peine, mais à partir de 900 °C CaCO₃ se décompose rapidement en CaO tandis que le CO₂ s'échappe par la cheminée. Les colonnes de masse montrent le rapport exact 100 kg de calcaire : 56 kg de chaux vive : 44 kg de CO₂, et l'extinction de la chaux permet de voir CaO réagir avec l'eau pour former Ca(OH)₂ en dégageant de la chaleur. Le schéma du cycle du carbone additionne le CO₂ issu de la respiration, de la combustion des combustibles fossiles et des fours à chaux, soustrait ce qu'absorbe la photosynthèse et affiche la concentration de CO₂ atmosphérique obtenue en ppm.
Leçon : Exploitation du calcaire et cycle du carbone
Ce qu’elle montre
La décomposition thermique du calcaire, CaCO₃ → CaO + CO₂, est à la base de la production de chaux et de ciment. Dans ce modèle, elle est négligeable à 825 °C ou moins et s'accélère quand le four chauffe davantage. La masse se conserve : 100 kg de CaCO₃ donnent 56 kg de chaux vive et 44 kg de CO₂, le rapport des masses molaires. L'extinction transforme ensuite CaO en Ca(OH)₂ par une réaction exothermique. Un panneau sur le cycle du carbone montre le CO₂ atmosphérique en ppm qui monte avec les émissions du four et la combustion d'énergies fossiles, tandis que la photosynthèse et l'océan stockent du carbone.
Mode d’emploi
Placez le curseur Température du four sous 825 °C et constatez que la colonne de CaCO₃ ne bouge presque pas, puis montez au-dessus de 900 °C et regardez les colonnes de CaO et de CO₂ grandir. Modifiez la masse de Calcaire et vérifiez que les colonnes gardent le rapport 100 : 56 : 44. Cliquez sur Extinction : non pour activer l'extinction et sur Nouvelle charge pour recommencer. Comparez la valeur en ppm avec un Niveau régional de combustion d'énergies fossiles faible et élevé.
Paramètres modifiables
- Température du four 600–1200 °C
- Masse de calcaire chargée 10–200 kg
- Extinction : faire réagir CaO avec l'eau
- Niveau régional de combustion d'énergies fossiles Faible, Moyen, Élevé
- Vitesse de simulation 0,5–4 ×
Questions à explorer
- Quelles masses maximales de chaux vive et de CO₂ obtient-on en chauffant 150 kg de calcaire pur ?
- Pourquoi un four à chaux doit-il rester bien au-dessus de 825 °C pour que la décomposition soit utile ?
- Quels processus du panneau du cycle du carbone ajoutent du CO₂ à l'atmosphère, et lesquels en retirent ?
