Chim. N° 09                   La réaction chimique.

I- Transformation chimique.

1)- Expérience 1 : Réaction entre le fer et le soufre.

-  L’espèce chimique fer : c’est une poudre grise constituée d’atomes de fer.

-  Sa formule chimique est Fe.

-  Si on approche un barreau aimanté (placé dans un sac en plastique), on remarque que la poudre est attirée par la barreau aimantée

-  L’espèce chimique soufre : c’est une poudre jaune constituée d’atomes de soufre.

-  Sa formule chimique est S.

-  Si on approche un barreau aimanté, il ne se produit pas de phénomène d’attraction.

-  On mélange intimement le fer et la soufre en poudre.

-  On amorce la réaction avec un bec Meker ou un ruban de magnésium.

-  Il apparaît une nouvelle espèce chimique qui ne possède pas de propriété magnétique.

-  Il y a eu une transformation chimique.

-  Il se forme du sulfure de fer, produit de la transformation chimique.

-  Le fer en poudre et le soufre en poudre sont les réactifs de la transformation chimique.

2)- Expérience 2 : Réaction entre la solution aqueuse de sulfate de cuivre II et la soude.

-  On verse quelques gouttes de soude dans un tube à essais contenant une solution aqueuse de sulfate de cuivre II.

-  Il se forme un précipité bleu.

-  Ce précipité est une nouvelle espèce chimique, appelée : hydroxyde de cuivre II.

-  Une transformation chimique a eu lieu

-  Les réactifs sont les ions cuivre II et les ions hydroxyde.

-  Ils sont en solutions.

-  Le produit de la réaction est l’hydroxyde de cuivre II (le précipité).

-  Il se trouve à l’état solide.

3)- Généralisation.

-  Une transformation chimique a lieu chaque fois qu’une nouvelle espèce chimique apparaît ou chaque fois qu’une nouvelle espèce chimique disparaît.

-  Au cours d’une transformation chimique : 

-  Les espèces chimiques qui disparaissent sont appelées les réactifs et les espèces chimiques qui apparaissent sont appelées les produits.

-  Un système chimique est un ensemble d’espèces chimiques.

-  Son état est caractérisé par :

-  La nature et la quantité des espèces chimiques qui le composent

-  Les paramètres physiques : la pression P, la température θ, l’état physico-chimique des espèces chimiques (solide, liquide, gazeux, ions en solution).

4)- Exemples : transformation chimique ou non ?

-  Fermentation du raisin, ébullition de l’eau, fabrication d’un objet en fer, combustion du butane, …

II- État initial et état final.

1)- Définitions :

-  On appelle état initial (E.I) du système chimique, l’état de ce système avant la transformation chimique.

-  On appelle état final (E.F) du système chimique, l’état de ce système lorsque la transformation chimique est terminée.

-  La transformation chimique permet le passage de l’état initial à l’état final.

2)- Exemple 1 : réaction entre le fer et le soufre.

3)- Exemple 2 : réaction entre la soude et la solution de sulfate de cuivre II.

III- Réaction chimique et équation chimique.

1)- La réaction chimique.

-  Retour sur la réaction entre le sulfate de cuivre II et la soude.

-  On peut simplifier le système chimique et s’intéresser qu’aux espèces chimiques qui participent à la réaction.

-  La transformation chimique qui fait intervenir les réactifs et les produits s’appelle la réaction chimique.

-  Elle modélise la transformation chimique subie par un système chimique.

-  On écrit : la solution de sulfate de cuivre II réagit avec la solution de soude pour donner de l’hydroxyde de cuivre II.

-  On peut écrire plus simplement : les ions cuivre II réagissent avec les ions hydroxyde pour donner de l’hydroxyde de cuivre II.

-  Les ions sodium et les ions sulfate ne participent pas à la réaction mais ils font partie du système chimique.

-  Ce sont des ions spectateurs ou des espèces chimiques spectatrices

-  Exemple : lorsqu’on s’intéresse à la combustion du butane dans l’air.

-  Le système chimique concerné comprend beaucoup d’espèces chimiques différentes.

-  On limite notre étude aux espèces chimiques qui participent à la réaction.

-  Réaction chimique :

-  Le butane brûle dans le dioxygène en donnant du dioxyde de carbone et de l’eau.

-  Le système chimique comprend : le butane, le dioxygène, le dioxyde de carbone et l’eau.

2)- Lois de conservation.

-  Conservation des éléments chimiques :

-  Au cours d’une réaction chimique, il y a conservation des éléments chimiques.

-  Les éléments présents dans les réactifs se retrouvent dans les produits.

-  Conservation de la charge : au cours d’une réaction chimique, la charge se conserve.

-  Conservation de la masse : (Lavoisier) :

-  Le chimiste français Lavoisier a montré que la masse des réactifs qui disparaissent est égale à la masse des produits qui apparaissent.

3)- Écriture d’une équation chimique : nombres stœchiométriques

a)-   L’équation chimique :

-  L’équation chimique est l’écriture symbolique d’une réaction chimique.

-  Par convention :

-  On écrit les formules des réactifs dans le membre gauche de l’équation chimique

-  On écrit les formules des produits dans le membre droit de l’équation chimique.

-  On sépare les deux membres de l’équation par une flèche.

b)-  Ajustement des nombres stœchiométriques.

-  Ajuster les nombres stœchiométriques d’une équation, c’est choisir ces nombres de manière à traduire la conservation de tous les éléments mis en œuvre.

-  Par convention, le nombre stœchiométrique ce place devant la formule de l’espèce chimique. le nombre stœchiométrique 1 ne s’écrit pas

c)-   Applications : Ajustement des nombres stœchiométriques :

-  Le butane brûle dans le dioxygène pour donner du dioxyde de carbone et de l’eau

-  Tableau :

-  Le sulfate de cuivre II réagit avec la soude en donnant un précipité bleu d’hydroxyde de cuivre II.

IV- Applications.