Les transformations chimiques dans les pots catalytiques

Chaque année, une voiture non équipée d'un pot catalytique rejette dans l'atmosphère, en moyenne, 270 kg de monoxyde de carbone (CO), 30 kg de monoxyde d'azote (NO) et 25 kg d'hydrocarbures imbrûlés.
Le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore qui est issu de la combustion incomplète du carburant. C'est un gaz toxique qui se fixe sur l'hémoglobine à la place du dioxygène, empêchant ainsi l'hémoglobine d'assurer le transport du dioxygène dans tout l'organisme.
Le monoxyde d'azote (NO) affecte les voies respiratoires et est responsable des pluies acides.
Les hydrocarbures sont des molécules constituées uniquement d'atomes de carbone et d'oxygène. On note les hydrocarbures CxHy (x et y étant des entiers positifs). Les principaux hydrocarbures non brûlés sont des aromatiques (benzène, toluène, éthylbenzène) qui sont soupçonnés d'être des agents cancérigènes.
Face à la nocivité des gaz émis, leur traitement était indispensable. Différentes mesures ont été mises en place dont l'équipement des voitures avec un pot catalytique.

I. La constitution des pots catalytiques :
Le pot catalytique est constitué d'une céramique poreuse qui résiste aux très hautes températures. Cette céramique est recouverte avec des métaux tels que le platine (Pt), le palladium (Pd) et le rhodium (Rh).

II. Les transformations chimiques qui se déroulent dans le pot catalytique :
Les métaux présents dans les pots catalytiques catalysent les transformations chimiques permettant de transformer le monoxyde de carbone, le monoxyde d'azote et les hydrocarbures imbrûlés en eau (H2O), en dioxyde de carbone (CO2) et en diazote (N2).

Ajuster les nombres stoechiométriques des équations  traduisant les transformations chimiques ayant lieu dans les pots catalytiques :

CO +   O2 à CO2

CxHy + (x + y/) O2 à (x) CO2 + (y/) H2O 

NO + CO à  N2 + CO2 

NO + H2 à  N2 + H2O

CxHy + (x + y/) NO à (x + y/) N2 + (y/) H2O + (x) CO2

 

 

 

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© Olivier STOCK