Programme :
Identifier expérimentalement une transformation chimique.
Conservation de la masse lors d’une transformation chimique.
Interpréter une transformation chimique comme une redistribution des atomes.
Utiliser une équation de réaction chimique fournie pour décrire une transformation chimique observée.
I. Comment identifier une transformation chimique ?
Une expérience au cours de laquelle des substances disparaissent et de nouvelles substances apparaissent est une transformation chimique.
On distingue deux types de substances lors d’une transformation chimique :
- les réactifs : substances qui disparaissent
- les produits : substances qui apparaissent
Exemples :
Mélange sirop de grenadine et eau
En mélangeant du sirop de grenadine et de l’eau, on obtient toujours du sirop de grenadine et de l’eau à la fin.
Conclusion : comme aucune espèce chimique n’a disparu et aucune ne s’est formée, ce n’est pas une transformation chimique mais un mélange.
Craie dans de l’acide chlorhydrique
En mélangeant de la craie et de l’acide chlorhydrique, on observe une effervescence (formation d’un gaz). L’eau de chaux permet d’identifier ce dégagement gazeux comme étant du dioxyde de carbone.
Conclusion : une nouvelle substance s’est formée (dioxyde de carbone), c’est donc une transformation chimique.
II. Conservation de la masse
Expérience : Combustion du carbone.
La combustion du carbone est une réaction chimique au cours de laquelle le dioxygène fait brûler le carbone (sous forme de fusain dans cet exemple).
L’objectif de ce chapitre est d’étudier l’évolution de la masse lors de la combustion du carbone. Il faut donc relever la masse des éléments intervenants lors de la transformation chimique au début et à la fin de la réaction.
Conclusion : lors d’une transformation chimique la masse totale des réactifs disparus est égale à la masse totale de produits formés : on dit qu’il y a conservation de la masse.
Un peu d’histoire : citation (réduite) de Lavoisier :
« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ».
III. Bilan
1) Bilan et équation bilan
Le bilan de la réaction est le résumé sous forme littérale des étapes de départ et de fin :
Somme des réactifs → Somme des produits
Pour écrire l’équation bilan, on remplace les noms des espèces chimiques par leur formules chimiques.
Ex : l’eau devient H2O, le dioxyde de carbone devient CO2 …
2) Conservation des atomes
Au cours d’une transformation chimique, les atomes composants les molécules des réactifs se réarrangent pour former les molécules des produits. Aucun atome n’est créé ni détruit : on dit qu’il y a conservation des atomes.
Les réactions doivent être équilibrées grâce aux coefficients stœchiométriques.
3) Exemples
a) Combustion du carbone
Dans le cas de la combustion du carbone, on obtient en fin de réaction du dioxyde de carbone que l’on peut identifier grâce à l’eau de chaux (elle se trouve au contact de ce gaz).
Bilan :
Carbone + Dioxygène → Dioxyde de carbone
Equation bilan :
C+ O2 → CO2
Remarque : ne pas oublier de vérifier la conservation des atomes !!
b) Combustion du glucose
La glucose (C6H12O6) réagit avec du dioxygène pour former du dioxyde de carbone et de l’eau.
Bilan :
Glucose + Dioxygène → Dioxyde de carbone + Eau
Equation bilan :
C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O (conservation des atomes non respectée)
Afin d’équilibrer l’équation, comptons le nombre d’atomes de chaque éléments dans les réactifs puis dans les produits.
C6H12O6 + ? O2 → ? CO2 + ? H2O
| C | 6 |
| H | 12 |
| O | 8 |
Réactifs
| C | 1 |
| H | 2 |
| O | 3 |
Produits
Commençons par les atomes de carbone.
C6H12O6 + ? O2 → 6 CO2 + ? H2O
| C | 6 |
| H | 12 |
| O | 8 |
Réactifs
| C | 6 |
| H | 2 |
| O | 13 |
Produits
Poursuivons par les atomes d’hydrogène.
C6H12O6 + ? O2 → 6 CO2 + 6 H2O
| C | 6 |
| H | 12 |
| O | 8 |
Réactifs
| C | 6 |
| H | 12 |
| O | 18 |
Produits
Enfin, terminons par les atomes d’oxygène.
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
| C | 6 |
| H | 12 |
| O | 18 |
Réactifs
| C | 6 |
| H | 12 |
| O | 18 |
Produits