Transformations chimiques

Transformations chimiques C7 ^{C H A PI T R E}

1- Les transformations chimiques

1-1 Système chimique

Un système chimique est constitué d’espèces chimiques. Un état de ce système est caractérisé par :

- sa composition

- la nature et l’état physico-chimique de ses espèces (solide, liquide, gaz, ou soluté) - sa température, sa pression

1-2 Transformation chimique

Un système chimique subit une transformation chimique si la nature et (ou) la quantité de matière des espèces chimiques initialement présentes évolue au cours du temps.

On qualifie d'initial l'état d'un système chimique qui n'a pas encore subi de transformation et de final l'état du système lorsque la transformation est terminée.

Le passage du système de l’état initial à l’état final est appelé transformation chimique.

1-3 Réactifs et produits

Les espèces qui disparaissent totalement ou en partie sont les réactifs.

Les espèces chimiques qui apparaissent sont les produits de la transformation.

Exemple : combustion de l’éthanol, dans l’air

Etat initial Etat final

- éthanol : C2H6O (l) - dioxygène O2 (g) - diazote N2 (g)

- dioxygène O2 (g) - diazote N2 (g)

- dioxyde de carbone CO2 (g) - eau H2O

Espèce chimique spectatrice : ne participe pas à la réaction : N2

Réactif limitant : c’est un réactif entièrement consommé lors d’une transformation chimique : C2H6O

Etat initial

Etat final

chimique

réactifs

produits

Thierry CHAUVET Seconde Sciences Physiques au Lycée

Réactif en excès : c’est un réactif qui n’est pas entièrement consommé lors d’une transformation chimique : O2

2- La réaction chimique

2-1 Définition

Une réaction modélise à l’échelle macroscopique une transformation chimique. Elle traduit le passage des réactifs aux produits.

2-2 Ecriture d’une réaction

On écrit : Réactifs Produits

Exemple : C2H6O (l) + O2 (g) H2O(l) + CO2(g)

Nombre stœchiométriques : Ce sont des nombres placés devant la formule de chaque espèce chimique mise en jeu, ajustés pour traduire :

- la conservation des éléments

- la conservation des charges électriques

Exemple : C2H6O (l) + 3 O2 (g) 3 H2O (g) + 2 CO2 (g)

2-3 Exemples

3- Exemple de transformation : synthèse.

3-1 Définition

On appelle synthèse la préparation d'une espèce chimique à partir d'autres espèces chimiques.

3-2 Réalisation expérimentale A. Le chauffage à reflux

Certaines réactions se déroulent à froid ou à température ambiante, d'autres nécessitent une température plus élevée. Dans ce cas, on utilise le principe du chauffage à reflux.

Chauffer à reflux, c'est maintenir un mélange réactionnel à ébullition et condenser, grâce à un réfrigérant, les vapeurs qui se forment. On évite ainsi toute perte de matière.

1- réfrigérant.

2- Ballon.

3- Chauffe-ballon.

4- Sortie de l’eau.

5- Arrivée de l’eau.

6- Mélange réactionnel.

7- Vallet.

Réactifs

Produits

chimique

Thierry CHAUVET Seconde Sciences Physiques au Lycée

L’agitation est nécessaire d'une part pour mélanger les réactifs, et d'autre part pour que le chauffage soit homogène.

On utilise pour cela un barreau aimanté et un agitateur magnétique ou de la pierre ponce qui régule l'agitation lors du chauffage.

B. l'obtention du produit

. Un produit solide est récupéré par filtration. Plus efficace que la filtration par gravité, la filtration par aspiration est plus rapide et conduit à un solide plus sec.

. Un produit liquide est récupéré par extraction.

C. Caractérisation du produit formé

Après avoir réalisé une synthèse, il est nécessaire de vérifier si celle-ci a bien conduit au produit recherché.

L'identification du produit formé se fait par exemple par : - détermination de la température de fusion pour un solide;

- chromatographie sur couche mince (comparaison avec une référence),

Une espèce chimique synthétisée peut être identique à l'espèce extraite d'un produit naturel.

Thierry CHAUVET Seconde Sciences Physiques au Lycée