• Transformer, c’est passer d’un état initial à un état final. Nous allons voir qu’une transformation chimique est plus radicale qu’une transformation physique.

• Un système chimique est un ensemble d’espèces chimiques (susceptibles de réagir entre elles, pour certaines appelées « réactifs »).
• Il est caractérisé par sa température T, sa pression P, la nature et l’état des espèces chimiques : (s) pour l’état solide, (\(\ell\)) pour l’état liquide, (g) pour l’état gazeux et (aq) pour une espèce dissoute (ou soluté) en solution aqueuse.
• Lors d’une transformation chimique, le système chimique au départ (état initial EI) est différent du système à l’arrivée (état final EF) : des réactifs disparaissent alors que des produits se forment.

• Un réactif est une espèce chimique qui disparaît progressivement au cours de la transformation chimique. Il est dit :
  • limitant s’il est absent à la fin de la réaction.
  • en excès s’il en reste à la fin.
• Dans l’exemple de la combustion du méthane, les réactifs sont :
  • le méthane \(CH_{4}\) (combustible)
  • le dioxygène \(O_{2}\) (comburant) présent dans l’air.

• Un produit de la réaction est une espèce chimique qui se forme progressivement au cours de la transformation chimique.
• Pour identifier les produits d’une réaction, on peut réaliser des tests chimiques. LIEN VERS TESTS D’IDENTIFICATION

• Dans l’exemple de la combustion du méthane, les produits sont donc :
  • l’eau \(H_{2}O\)
  • le dioxyde de carbone \(CO_{2}\)

- On peut en effet identifier l'eau ............................. grâce à l'eau de chaux qui se trouble grâce au sulfate de cuivre blanc qui devient bleu grâce au sulfate de cuivre bleu qui devient blanc
- On peut en effet identifier le dioxyde de carbone ............................. grâce à l'eau de chaux qui se trouble grâce au sulfate de cuivre blanc qui devient bleu grâce au sulfate de cuivre bleu qui devient blanc parce qu'on peut le lire sur les réseaux sociaux

• Une espèce spectatrice est une espèce chimique présente dans le mélange réactionnel en égale quantité au début et à la fin de la réaction. Elle n’intervient pas dans la réaction, elle ne figurera donc pas dans l’équation de réaction.
• Dans l’exemple de la combustion du méthane a lieu dans l’air. Or, l’air est un mélange essentiellement composé de diazote \(N_{2}\) et de dioxygène \(O_{2}\).
  • Nous avons déjà vu que le dioxygène \(O_{2}\) est un des deux réactifs.
  • Le diazote \(N_{2}\) n’est ni un réactif, ni un produit. Il n’intervient pas dans la combustion du méthane : \(N_{2}\) est une espèce spectatrice.

• La réaction chimique modélise le passage des réactifs aux produits.

• Elle est symbolisée par une équation de réaction :

  Réactifs \(\to\) Produits

  • Ex : \(HCO_{3(aq)}^{-} + H^{+}_{(aq)} \to CO_{2(g)} + H_{2}O_{(l)}\)
  • Par convention, les réactifs sont placés à gauche et les produits à droite d’une flèche orientée de gauche à droite afin de préciser le sens d’évolution de la réaction.

  • Cette écriture doit respecter les lois de la conservation (éléments, charges)

    • Exemple précédent :
      • conservation de la charge : Globalement, même charge (ici nulle) avant et après.
      • conservation des éléments : 2H avant et après ; 1 C avant et après ; 3 O avant et après.
    • NB : Dans l’exemple précédent, la conservation des éléments est validée sans avoir à ajuster en remettant en cause certains nombres stoechiométriques, qui, ici, restent tous égaux à 1.

\(HCO_{3(aq)}^{-} + H^{+}_{(aq)} \to CO_{2(g)} + H_{2}O_{(l)}\) sous entend : 1 \(HCO_{3(aq)}^{-}\) + 1 \(H^{+}_{(aq)}\) \(\to\) 1 \(CO_{2(g)}\) + 1 \(H_{2}O_{(l)}\).

• Pour illustrer l’ajustement de l’équation de combustion du méthane, on peut utiliser l’animation dont le lien est à cliquer ici :
  • Choisir le menu « Introduction »
  • Choisir le cas « Combustion du méthane »
  • Utiliser l’outil « balance » et régler convenablement les nombres stoechiométriques :

• Ajuster l’équation en obtenant, pour chaque élément en jeu, une balance équilibrée. On peut ainsi y voir une illustration de la maxime de Lavoisier « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » ?

• On ne tarde pas à obtenir l’ajustement de l’équation :

• L’équation de réaction ajustée de la combustion du méthane est \(CH_{4(g)} + 2O_{2(g)} \to CO_{2(g)} + 2H_{2}O_{(g)}\)

  -Pour s’entraîner, on peut aussi ajuster les deux autres équations de réaction « Synthèse de l’ammoniac » et « Dissociation de l’eau » proposés dans l’animation.

• Un réactif est une espèce chimique qui disparaît progressivement au cours de la transformation chimique. Il est dit :
  • limitant s’il est absent à la fin de la réaction.
  • en excès s’il en reste à la fin.
• On peut identifier le réactif limitant à partir des quantités de matière initiales des réactifs et de l’équation de réaction ajustée.