Ch 3.3 La réaction chimique et son bilan

1. La transformation chimique

A. Exemple 1 : Combustion de l'éthanol

1) Expérience

Verser un peu d'éthanol dans le fond d'une soucoupe ; enflammer avec une allumette, puis :

déplacer assez rapidement le fond de l'erlenmeyer au-dessus de la flamme et noter vos observations.
retourner l'erlenmeyer au-dessus de la flamme jusqu'à ce qu'elle s'éteigne ; boucher ; puis faire le test à l'eau de chaux et conclure.

Faire des schémas annotés et conclure.

On observe de la buée ; il s’est donc formé de l’eau.
L'eau de chaux se trouble ; il s’est donc formé du dioxyde de carbone.
De plus, l’éthanol a disparu.

2) La transformation chimique

Etat initial du système	Transformation chimique →	Etat final du système
Ethanol (liquide) C₂H₆O		Eau H₂O
Air ( N₂, O₂...)		Dioxyde de carbone CO₂
Air ( N₂, O₂...)		Diazote et autres gaz qui n'ont pas réagi

3) La réaction chimique

Ecrire les noms des réactifs ( espèces chimiques consommées ) et des produits ( espèces chimiques nouvelles ) de la transformation chimique précédente.

Réactifs :	Produits:
éthanol: C₂H₆O	eau : H₂O
Dioxygène : O₂	Dioxyde de carbone : CO₂

Remarque : il y a, à la fin, les mêmes atomes que ceux qui étaient présents initialement, mais ils sont regroupés différemment.

B.Réaction du magnésium avec l'acide chlorhydrique :

1)Caractérisation des réactifs :

a/ Le magnésium :

C'est un métal mou, gris.

b/ L'acide chlorhydrique :

test au papier pH :

pH <1 ( caractérise la présence d’ions H⁺)

test au nitrate d'argent : dans un tube à essais, verser 1 à 2 mL d'acide chlorhydrique puis ajouter quelques gouttes de solution de nitrate d'argent ( Ag ⁺ + NO₃ ^- )

On observe un précipité blanc de chlorure d'argent qui caractérise la présence d’ions Cl^-Donc l’acide chlorhydrique a pour formule : H⁺+ Cl^-

2) Réalisation de la transformation chimique :

Compléter le schéma et noter vos observations.

On observe un dégagement gazeux. Le magnésium disparait.

3) Mise en évidence des produits :

a) test à la flamme :

Boucher le tube à essais b; le retourner puis présenter la flamme d'une allumette à son orifice.
Noter vos observations et donner le nom du produit ainsi caractérisé.

Le gaz brûle et fait un bruit caractéristique : c'est du dihydrogène H₂

b) test à la soude :


aucun précipité	précipité blanc de chlorure de magnésium ( caractérise la présence d'ions magnésium Mg²⁺)	précipité blanc analogue au précédent

Conclure : donner le nom du produit ainsi caractérisé.

Dans le tube a, il y a donc des ions magnésium Mg²⁺ qui se sont formés lors de la réaction.

c) test au nitrate d'argent :

Faire la même manipulation qu'au II 1 b/ avec le reste de la solution contenue dans le tube a.

On observe un précipité blanc de chlorure d'argent qui caractérise la présence d’ions Cl^-

3) La réaction chimique

Ecrire les noms des réactifs ( espèces chimiques consommées ) et des produits ( espèces chimiques nouvelles ) de la transformation chimique précédente.

Réactifs :	Produits:
acide chlorhydrique : H⁺+ Cl^-	dihydrogène : H₂
Magnésium : Mg	chlorure de magnésium II : Mg²⁺ + 2 Cl^-

Remarque : le magnésium (atome) s'est transformé en ion magnésium.

C. Généralisation

1) La transformation chimique

On appelle transformation chimique, le passage de l'état initial à l'état final du système chimique avec formation d'espèces nouvelles.

Les corps qui disparaissent sont appelés produits
Les corps qui apparaissent sont appelés réactifs

2) La réaction chimique

On ne s’intéresse qu’aux réactifs et aux produits.
Règle 0 : ne jamais modifier la formule d'un corps!!!

On symbolise la réaction par une équation bilan :

réactif 1 + réactif 2 → produits

Le signe + signifie : "réagit avec"
le signe → signifie : "pour former"

Pour "équilibrer" une équation bilan :
règle 1 : Lors d'une réaction chimique, il y a conservation des éléments chimiques ( même nombre d'atomes de chaque élément de chaque côté du signe →)
règle 2 : Lors d'une réaction chimique, il y a conservation de la charge électrique ( même charge de chaque côté du signe →)

ne jamais écrire une équation bilan non équilibrée!!!!

exemple 1 : réaction de combustion de l'éthanol

Réactifs :	Produits:
éthanol: C₂H₆O	eau : H₂O
Dioxygène : O₂	Dioxyde de carbone : CO₂

on équilibre d'abord les atomes de C, puis les atomes H, enfin les atomes O
C₂H₆O + 3 O₂ → 2 CO₂+ 3 H₂O

exemple 2 : réaction de l'acide chlorhydrique avec le magnésium

Réactifs :	Produits:
acide chlorhydrique : H⁺+ Cl^-	dihydrogène : H₂
Magnésium : Mg	chlorure de magnésium II : Mg²⁺ + 2 Cl^-

Les ions Cl^- n'interviennent pas ( "ions spectateurs"), on ne les indique pas dans l'équation bilan
on équilibre d'abord les atomes, puis les charges...
Mg + 2 H⁺ → Mg²⁺+ H₂

II Bilan de matière

A Que signifie une équation bilan?

exemple : N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

A l'échelle atomique, cela signifie que 1 molécule de diazote N₂ réagit avec 3 molécules de dihydrogène H₂ pour former 2 molécules d'ammoniac NH₃A notre échelle , cela signifie que 1 mole de molécules de diazote N₂ réagit avec 3 moles de molécules de dihydrogène H₂ pour former 2 moles de molécules d'ammoniac NH₃

B. Exemples de bilan de matière

énoncé ; correction