et un

';

aaaaaGaaaa

Poudre de Fcr

Acldc Chlorhydrlque

i

Une transformation chimique est caractérisée par

un

état

initial,

composé

=des réactifs,

et un

état

final,

composé des produits.

Au

cours

d'une

telle réaction,

il y

a conservation de la matière,iC'est-à-dire

qu'un

élément peut apparaître sous différentes formes au dé6ut et à

la fin d'une

réaction mais en aucun cas

il ne

sera perdu.

C'est la

célèbre

loi de

conservation de la matière, énoncée pour la première fois en 1789 par

Antoine

de

Lavoisier.

carbone + dio

^one

aaaaaaaaaa

ê

t

C

Avart

la réaction 1 atome de ca'bone 2 atomes d'oxygène

ApÈs

la réaction 1 atome de carbone 2 atomes d'oxygène

:i

' ili

. I. Les transformations ôhimiqdes_i, r _,

Q aaQ a

-><->< -><-

e e e e

^4>

quelques gouttes d'acide chlorhydrique.

ATTENTION:

L'acide chlorhydrique est une substance hautement corrosive ^!

La peau et les yeux doivent être protégés.

Il

faut manipuler avec beaucoup ^de précaution.

Qu'observez-vous ^?

-

On observe une effervescence ^au niveau de la grenaille de zinc.

- Il y

a

réaction chimique

entre Ie zinc et

l'acide

chlorhydrique.

- À tu fin

de

la

réaction,

on

observe

le zinc : il ^y a moins de

zinc

qu'au début

de

la réaction.

Le

zinc

a, en

partie, disparu.

Réaction d'acide IrJCl. sur le zinc

- _(Uug*

1.,

Ilesnéasûion'$ qhÉs$iqr* t

Obj"ctifs

I

Connaître la notion de la réaction chimique

I

Savoir écrire

Ia

réaction chimique

qui traduit

certaines transformations chimiques.

0

Savoir

la

réaction chimique créée

par I'homme et la

réaction chimique dans la nature.

t

Connaître les avantages et les inconvénients ^de la réaction chimique.

0

Connaître les types de réactions chimiques.

I

Connaître les réactions endothermiques et exothermiques.

aaaaQaaGaa

{"

i,,f.'

Qu'est-ce qu'un _lg-ue

?,,,'

1. Les activités

Activité

1 :

Réaliscr la réaction entre I'acide chlorhydrique

et le zinc.

Matériel

/-:-^^^211 ^ )^ -2-^ /Â^ ç^- ^,, l^ *^--i^:,,*\

- \JlçllilllLg Llç /lffru \Lrg ].gl \JLl \rtu rIIcùËl'Iv')ILlrrl,/

-

^{Tube à essais, porte-tube}

-

^{Solution d'acide} chlorhydrique

Placer

quelques

grenailles de zinc au

fond

d'un tube à ^{essais puis verser}

^environ

I

Chimie ^C4

Activité-2;:

^Test

.-s:

- .

^{a;,., ,}

^j, ,. ^, ',-'-.L

-t, iont _.èt

i-iqo"t

. . -. ^U:.

caractéristiquedudioxyde, ,''i ï.

I

Matériel

^:

Verre à pied _;

paille

_; eau de chaux.

Pré-requis de

SVT

^:

Lors de la respiration un être humain inspire de

I'air,

et expire du âi-oxyde de carbone.

Souffler avec une

paille

dans un verre à pied contenant de l'eau de chaux.

Observation

Lorsque

l'on

souffle dedans, on observe que I'eau de chaux se trouble.

Le

^{gaz que}

l'on

expire est

du

dioxyde de carbone,

l'eau

de chaux se

trouble en présence de ce gaz.

Conclusion

L'eau

de chaux permet ^de détecter la présence de dioxyde de carbone.

Elle

se trouble en présence de ce gaz.

Le

test à

I'eau

^{de chaux est}

un

test de reconnaissance

du

dioxyde ^de carbone. I1 se passe une

petite réaction

entre le dioxyde de carbone et

I'eau de chaux qui forme une

substance

blanche (un

précipité)

:

le carbonate de calcium.

Activité 3

:

Combustion du papier

^dans

I'air.

Matériel

: papier

;briquet

^(ou allr-rmette).

On brûle du papier dans

I'air.

Qu'observez-vous ^? On observe ^:

- I'apparition

- I'apparition

cendre _;

de fumée noire _;

d'un résidu friable

appelé

-

le papier change de couleur.

Conclusion

)

Combustion du papier

La combustion du papier dans

l'air

^{est une} combustion ou oxydation ^à chaud.

Une combustion ^est une réaction chimique qui dégage de la chaleur.

Pour qu'une combustion se produise

il

^faut réunir trois éléments ^:

- un

corps capable de

brûler: un combustible

^(exemples

:

carbone, papier, essence,

etc...), ₎

Souffler

l'eau

de chaux

riill

' _t:

:

_i.

i -.,

^{:, :-.', i:i :,.,}

,,

,1;.;11,,,.1,!.rl-es

transformationdichimiques

_{. i} ^t

f "

_--^ ^r-'

-

^r

- c^t,-^ 'i'

^;

- ^-- ,..

^,

.. | - ^un'

^oorps.

^capable

^d.e,

^{,faire brûler: un} comburant,

(co,.mme

le. :

^.'.

\ \- dioxygène). ,,^-,-.^i-^\ ',i .

' ^.

-uneSourcedechaleurquipermetd,initier1acombustion(flamme,

étincelle) puis de I'entretenir.

S'il

manque ur,l de ces éléments (où s'ils sont séparés) une combustion

\

ne peut pas se

produire. ) ^-

laquelle

des -substances disparaissent

et de nouvelles

substances apparaissent.

)

Une transformation chimique peut être

modélisée

par une

réaction chimique ^:

- les substances qui disparaissent pendant une

transformation chimique sont appelées les < réactifs >.

- la ou les

substances

qui apparaît

(apparaissent)

pendant

une transformation chimiques sont appelées les ^<< produits >.

signe (+)

qui

désigne < réagit avec

).

-

^{Les noms des}

^produits

^sont indiqués à

droite

séparés par

un

signe

(+)

qui désigne ^<< et ^>>.

- ^{Les noms}

^des

^{réactifs et}

^{ceux des}

^{produits sont}

^séparés

^par

^une

flèche

(+) ^allant

^des réactifs vers les

produits..La

flèche désigne

la

^< pour donner > ou < pour se transformer en >.

. ^./ '

i

i

-j

Réactifs Produits

(toujours à gauche de la

flèche)

^{(à droite} de la flèche)

i

^{Exemples :}

I

Traduire par une phras e

la

réaction ci-dessous en indiquant ^{les réactifs}

et les produits de la

réaction. \

^.

r._zinc *

acide

chlorhydrique ----)

^{chlorure de}

^{zinc +} dihydrogène

..1

Solution:

Le

^zinc réagit avec

l'acide

chlorhydrique

pour

donner du chlorure

de

^I

zinc et de dihydrogène. Dans cette réaction, les réactifs sont Ie

zinc

et

l'acide

chlorhydrique

; ^{les produits sont le chlorure de zinc et}

^le

dihydrogène.

Chimie C4

I. Les transformations ëni*iqir"s

j

;jr

i ^',

nous aider

à

reconhaîtrg

la

présence

-

un changement de couleur

significatif.

-

^la production de gaz.

-

^la formation d'odeur.

' ^:

^-la formation d'un précipité.

-

le changement de température.

5. Vitesse de Ia

transformation .t i-iqrl.

Les.

transformations chimiques ne sont pas toutes

rapides

;

^elles

peuvent parfois être lentes, voire très lentes, par exemple ^:

-

la combustion du carburant est rapide et dégage de la chaleur.

la désintégration des animaux et végétaux est une réaction lente.

-

^{la formation de la}

rouille

est

infiniment

lente.

- la décomposition du calcaire en chaux vive se fait à

^haute

température.

II. ^Les réactions chimigues dans la nature

Des réactions chimiques se produisent dans la nature sans que I'homme intervierure obli gatoirement.

o La corrosion est la

dégradation

de l'état métallique initial,

^sous

I'action du milieu

ambiant,

par un

processus autre que mécanique.

Elle peut aller jusqu'à Ia destruction du métal. Par

exemple, la rouille.

o La

photosynthèse est

le

phénomène

par

lequel les végétaux créent

leur nourriture à partir de lumière, d'eau, de dioxyde de

carbone, pour produire du dioxygène et du glucose.

dioxyde de carbone

*

eau

*

énergie lumineuso ---) glucose + dioxygène

\

La corrosion des métaux

La photosynthèse

Laréaction

chimique dans

lalature

La digestion

chimique

La pourrie des

animaux et vésétaux

,1. ^.

,

^{l. i-3; ...} 1:r;ii,,.;:i iic-,.. ^{.,1,,., I,[-es} transformations;i.bhimiques'

,

ⁱ

..

:'!a ^pourrie des animaux et

végétaux

: ^Âprès la mort

des êtres ^.

'

vivants, leur matière organique est progressivement dégiadée grâce à

l'action

des êtres

vivants

^: on dit que cette matière est biodégiadable'.

r _La digestion chimique est principalement

associée

à l'utilisation

d'enzylnes et de sucs digestifs. Ceux-ci ont pour

objectif

de détruire

les molécules complexes des aliments afin de ^produire

^des

nutriments qui pourront être absorbés et utilisés par I'organisme.

III.

La chimie permet de fabriquer de

nombreuses espèces chimiques

n'existant pas dans la nature qui améliorent notre

existence au quotidien.

On

appelle <

produit

chimique

) ^le

^résultat

^d'une

^{réaction chimique}

entre plusieurs autres corps. Ce sont donc des produits

créés par 1'homme.

Stimulant Produit anti

souris

Plastiques

Produits de

nettoyage Piles

Produits cosmétiques

Produits

chimiques créés

par I'homme

Parmi les réactions chimiques les

plus

courantes créées par I'homme, citons ^:

- La combustion (entre

autres dans

les

moteurs

à

explosion

et

les chaudières), le feu.

- La fermentation alcoolique

est le résultat

d'une

chaîne métabolique

qui

transforme des sucres fermentescibles par des

levures

en alcool et en

dioxyde

de carbone, avec dégagement de chaleur.

Chimie

C4

⁸

Médicaments

!:

.".

-

L'élaboration des métaux à partir des

minerais

(métallurgie).

-

La fabrication des médicaments.

-

La fabrication des produits cosmétiques.

- La

fabrication des produits

d'entretien:

savon, eau de Javel, acide chlorhydrique, soude caustique, ammoniaque. ^{. .}

- La

fabrication de I'essence, des huiles et des

plastiques

à

partir

du pétrole.

-

La fabrication ^d' engrais, pesticides, produits phytosanitaires. . .

- La

fabrication

d'électricité

par les piles,

le

stockage et

la

libération d'électricité ^par les batteries et accumulateurs.

-

^{La cuisson des aliments, les brûlures.}

- ^La

fabrication des

produits

stimulants

pour

progresser rapidement les végétaux et animaux.

IV. ^Les inconvénients ^de la réaction chimigue

Voici quelques images qui

représentent

des inconvénients de

la réaction chimique ^:

L' élimination irresponsable déchets

des

Explosion Les drogues

Incendie de forêt

Les inconvénients des

réactions chimiques

I i.': r

r. .

;::r:

^',

.: r

^{Ir tr.'} Lestransformaiionsôhim.iques.

i'|:

Parallèle à

I'avantage

des

réactions

chimiques, il existe aussi

dos inconvénients des réactions chimiques, par exemples

: ,

'.

- Iafabrication

des drogues, des produits toxiques.

- l'élimination

irresponsable

des dèchets entraîne des

problèmes environnementaux, de santé humaine et aussi de sécurité.

-

^{la pourrie de la charogne des} animaux et des végéTa;ry-provoque un gaz à

l'odeur

désagréable, la

pollution

et des maladies.

Remargue : Certaines réactions chimiques donnent à !a fois

des avantages et des

inconvénients

^:

- La

combustion

du

carburant donne

de la chaleur et de

l'énergie

pour I'homme, mais provoque des effets de seffe et des

gaz toxiques dans

I'air.

- L'utilisation

des pesticides

fournit

des avantages incontestables en

augmentant Ia production agricole.

Cependant,

des résidus

^de pesticides peuvent être retrouvés dans les aliments et constituent un risque potentiel pour les consommateurs.

V. Classification des réactions chimiques

Dans u.ne transfbnna.tion ehimiope, la nalure des substances initiales est modifiée et de nouvelles propriétés caractéristiques sont observées. Les réactions chimiques peuvent être classées en différentes catégories. Ce

sont les réactifs et les produits impliqués qui

déterminent

à

^quelle

catégorie appartient une réaction.

Il

^existe

quatre

types de réactions de base.

1.

La réaction

de décomposition

Ce type de réaction implique la décomposition

d'une

molécule en petits fragments, c'est-à-dire en fragments plus simples.

Un

seul réactif intervient dans ce type de réaction, alors que plusieurs produits peuvent être formés.

-*---)

I

+

XY ^----+X+Y

2IJg +

Oz

CaO +

COz

Chimie C4 10

2.Laréaetiondesynthèse, ., -r:.-:..r t'.. i

^,

Lorsque deux réactifs se sont

combinés

pour fotmer unl seul

et

nouveauproduit,ondiraqu,i1yaeuuneréaçtiondesynthèse Dansuneréactiondesynthèse,lesréàctifspeuventêtre:

-

deux éléments _;

-

un élément et un composé _;

-

deux composés.

+

O2 SOs

A+B

to _>

2Il2O

----)

^MgSOa

----+ AB

3.

La réaction

de déplacement

double

La

réaction

de

déplacement

double

aura

lieu entre les deux

corps composés.

OO.OO-*OO.O€)

AB ⁺ CD ---) ^{AD + CB}

Exemples :

2

KOH + CuCl4 ---+ ^2KCL +

Cu(OH)2 2

AgNO3 + BaCl4 ---) 2 AgCl. +

Ba(i.{O:)z 4.

La réaction

de déplacement simple

Dans

Ia

réaction

de

déplacement

simple, l'élément du

corps simple déplace un élément dans un corps composé.

XY+Z

Mg

^---+

3

Ca --)

---+

XZ + Y

MgCl.2 +

H2 Ca3(POa)2

*

^3H.2

'i :'i.

^.'

, i

^{i .js ,:'r ,i .-';' ;i:.iriS} :;:,t:,,r,.Ir=Les transfotmationschimiques'.

: - .l t

_:

VI.;...i:

Toute réaction chimique présente un

bilan énergétique.

Un

piocessus-

^'.

quilibèreglobalementdel,énergie.'idit<<exothermique>tandis queceluiquienconSommeestdit<e'idothermique>.

1.

Réaction exothermique

Une -réaction

est dite exotheÉmlque

si

son processus

produit

de la chaleur.

Elle

dégage alors une énergie qui peut _être

utilisé

par elle- même comme dans un

moteur.

On ^reconnaît une réaction exothermique lorsque, dans

une équation chimique,

la valeur

énergétique associée

à la

quantité de

joules est intégrée du côté des

produits

de la réaction (à droite de la flèche). Elle ^peut s'écrire sous la forme suivante :

Réactifs ---) Produits + énergie

Exemple : la combustion du carbone

C + Oz +COz + 402KJ

I1 existe plusieurs exemples de réactions exothermiques en chimie ^:

-

^{la majorité des <<} combustions >> lentes ou rapides _;

-

les réactions de ^<< neutralisation > _;

-

les réactions de < synthèse

>...

2. R.éaction

endothermique

Une réaction chimique ou un processus physique est dit endothermique s'il

est accompagné d'une absorption de chaleur.

On reconnaît une réaction endothermique lorsque, dans

une

équation chimique, la valeur énergétique associée (ou

effet thermique) est intégrée. du côté des

réactifs

de

l'équation

^{(à gauche} de la flèche).

Elle

peut s'écrire sous la forme suivante :

R.éactifs + énergie ^---+ Produits

ou Réactifs

_---)

Produits - ^énergie

Exemple : la décomposition du carbonate de calcium

CaCO: +

180

KJ --+ ^CaO +

COz

ou CaCO3 ->

CaO +

COz

-

¹⁸⁰

^KJ

Il

existe plusieurs exemples de réactions endothermiques

:

^.

-

^la majorité des décompositions chimiques que ce soit par

l'apport

de la chaleur _;

-

^{de la} lumière (photosynthèse) _;

-

^de

l'électricité

(électrolyse)...

Chimie C4 l2

"3.'Exercicesnumériques : :

ⁱ

ETemÈle (1)

Soit la réaction

: C * 02 --> ^COz + 402KJ

Quelle ^sera

la

quantité de chaleur

impliquée

dans cette réaction si on fait

brûler

1 g de carbone.

Solution ^/

^''-

- c*oz cor+402KJ

\2

S :

^402KJ

lg

x

*:rgx4o2w:33.5KJ

12s

Exemple (2)

L'équation suivante représente la décomposition du

^calcaire

(CaCO3)

: CaCO3 +

180

KJ --r:+, ^CaO +

COz

Quelle est la quantité de

chaleur

utilisée pour produire 5,6 g

de chaux

vive

(CaO) ?

Solution

Équation

: CaCO3 +

¹⁸⁰

KJ ^t" > CaO +

COz

t80KJ :

^56s

x

^5,69

,:

^{5,6 gxlSo}

^KJ :

_1g

_KJ

56g Exemple (3)

À l'aide

des équations thermiques suivantes ^:

CaCO3 +

180

KJ --t--+ ^CaO +

COz

C + Oz ---+ COz + 402KJ

Quelle ^masse

de

carbone

doit-on utiliser pour produire

11.,2

g

de

chaux vive (CaO) par l'énergie utilisée dans un fourneau

^de

.

décomposition du calcaire (CaCO3) ?

Solution

-

Calcul de 1'énergie absorbée par la décomposition du calcaire ^:

CaCO: +

180

KJ -t-+ ^CaO +

COz

l80KJ :

^56s

t.- 'i:

i. ^, rs Li-.',.'s.-r.i.r.:::.--,il; ..i::.. I;Les transformations

ôhimiqUes' '

^;!

'l ' ,,

: ^- 'Calcul

^{la masse} de carbone utilisée ^:

4O2KJ

*(c)

^36KJ

,:"T.lt!Y ^:t,o7

^s.

402 KJ

/ /- Exemple

⁽⁴⁾ Sachant que ^:

Al.2O3

+ l675KJ ^{---) 2 Af.} +

312C,2

cr2o3 +

1130

KJ ^----+

²

Cr +

3/2 02

Calculer la ^quantité de chaleur de la réaction

représentée, par

l'équation

:2

A& + Cr2O3 ^Al,zOt +

2 Cr

Indiquer

I'effet

thermique de cette réaction.

Solution

Al.zot +

t675

KJ

²

AL +

312

02

⁽¹⁾

Cr2O3 +

¹¹³⁰

KJ

---> 2

Cr +

312

02 _Q)

Pour obtenir

l'équation :2 Al. + Cr2O3 ---) Al.zOt +

2 Cr

Il

faut inverser 1'équation (1), on a donc :

T675 KJ

926

2 Al.+ Cr2O3

^---+

^A0'zOt +

2

Cr ⁺

⁵⁴⁵

KJ

Cette équation dégage 545

KJ.

C'est une réaction exothermique car

la valeur

énergétique

est intégrée du côté des produits de

la réaction (à droite de la flèche et porte le signe

positif).

aaQQaaaaaa

Chimie C4 l4

- . : ':

^.

-t : :

î.

.

'. ^{1,,,1 1}

:'ll::

:1.',iri.).-;::.rI.LtistransformationsQhimiques' '!'

j.:

I

iil

Ex

a'

ces

!

Quelles sont les changements chimiques aux affirmations suivantes ^:

a)

la fusion du glaçon

b)

la combustion du

charbon ,

^r

c)

le poisson pourrie

d)

^{le verre cassé}

e) l'ébullition

de I'eau

0

la transformation du calcaire en chaux

vive

Z.Placer les affirmations suivantes dans la case qui convient ^:

La

fabrication des drogues,

la fabrication

de

I'alcool, la

combustion du

charbon, I'incendie de forêt, Ia fabrication des produits

toxiques,

l'élimination

irresponsable des déchets, la photosynthèse et la fabrication

des médicaments.

Les inconvénients des réactions chimiques

Les avantages des réactions chimiques

Compléter

en utilisant les mots pris

dans

la liste

^suivante

:

^produits,

réactifs, apparais sent, réagi ssent, disparaissent.

Lors

d'une

réaction

chimique, des substances sont consommées

;

^elles

,.. et ^{. On les}

^aPPelle

^les

^..

D'autressubstances.... ....,cosontles

Traduire par une phrase la réaction ci-dessous en indiquant les réactifs et les produits.

diazote + dihydrogène ---) ammoniac

L'hydroxyde

de potassium réagit avec

l'acide

sulfurique pour ^{donner du} sulfate de potassium et de I'eau. Traduire cette transformation chimique par l'écriture d'une réaction chimique.

gLuréaction : 2Hg * Oz

-) ^2HgO +

¹⁶⁸

KJ

est-elle endothermique ou exothermique ^?

7. Soit la réaction

: cHa +

2

oz

-) ^co2 + 2H2O + 892KJ

Quelle ^masse de méthane (CHa)

doit-on brûler pour le

dégagement de

83t4KI

^?

aJ.

4.

5.

490, f ^{tLVf t<i} - ^{a+t +} _Zo^

ceor r ^{4(i.,;a J}

J- _.lr^/r rr_ ^)- aâo4un

.

,

^e*

Al * _{%9r_ AL7rr tC,}

"l- afe.tfuufut

\J d 9- 1;[ ^{'/" *Â']ion}

3z + ^FÔz-

G^n/n zea-a- /o f^e'"û'/g * ./,t/^t,-

,'*N,?& .L-' ^<nfn z<ofu-{t'eY1-' ''-

l-rzh L^ t.,,.''- / e^ ! t. , ^O

-z't'rzvLV(-z r"f

^cQ_

^ôvwdLztL ao{t"cle _I

..

_':!:

:.,.,'f.i!es transformations i.lrimiques

8. Soit la

réaction; ,

^CHa,

* 2

C,2,

.:-

^COz

i 2H2O \ ^{aiZ zu}

^.

Quelle ^sera la quantité de chaleur impti_quéq da.4q cette réaction ^sT on

fait

brûler 1,6 gde méthane

(CH+). 1

_'

9. Quelle masse de carbone doit-on

utilise,

dans

la

combustion du charbon dans

le

dioxygène

pour obtenir le

dégagement

de

chaleur

de

2050 KJ sachant que la chaleur

^6tâit"

^de combustion du carbone est 402 KJ.

10. Étant donné les équations suivantes ^:

CaCO3 +

180

KJ -t-+ ^CaO +

COz

C + Oz COz + 402KJ

Quelle

^masse

de

carbone

doit-on utiliser pour produire I tonne

de

chaux vive (CaO) par l'énergie utilisée dans un foumeau

de décomposition du calcaire (CaCO3) ?

I 1.

À l'aide

des équations thermiques ci-dessous :

H2 +

C?.z --->

zHCl. + 1g4KJ

H2 + 12 +

52

KJ _----> 2HI

Quelle ^sera la quantité de chaleur dégagée ou absorbée dans chaque cas

si on utilise 2 moles de dihydrogène.

12. Soit la réaction suivante :

6

CO2 +

6

H2O + 2824K1 ---+

C6H12O6

+

6 Oz

Quelle ^est la quantité de chaleur occasionnée par la production de 100 g de C6H1206.

13.

Quelle quantité de chaleur est requise pour

décompôser

22 g

^de

dioxyde de carbone (CO2) dans l'équation ci-dessous :

COz +

394

KJ

^---+

C +

Oz

aaQaaaaQaa

-><-><-><-

{ eîeeeeeee

,-..,/ 7 I ^ (^- ^ o-.:.rn.-rl

,+. D'ryù /t' 4^*(^ 21fira'u't'ez:

Ç\ + ryO -) 4e0+ ^{+ 6oKJ} ) ' ^7> -L /

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