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La réaction chimique

Exercices sur le chapitre

I - Qu'est ce qu'une réaction chimique?

II - Molécules et atomes dans la réaction chimique

III - Conservation de la masse

IV - Equation-bilan

I - Qu'est ce qu'une réaction chimique?

Prenons l'exemple du détartrage du filtre d'un robinet domestique
On fait agir sur le filtre une solution d'acide chlorhydrique.

On observe un dégagement gazeux intense : il y a réaction chimique.

  A la fin de la réaction le filtre est totalement débarrassé de son tartre


Filtre avant le détartrage


Filtre après le détartrage

L'acide chlorhydrique réagit avec le tartre pour donner divers produits, dont le dioxyde de carbone.

On dit qu'il y a réaction chimique entre deux corps lorsque ceux-ci après avoir été mis en contact ont disparus et que de nouveaux corps sont apparus.

II - Molécules et atomes dans la réaction chimique

Nous avons vu en classe de 5ième que les corps purs (ou composés) qui nous entourent sont constitués de molécules, c'est à dire de très petits grains de matières.

Pour comprendre la réaction chimique on utilise une représentation des molécules : le modèle moléculaire.

Au cours d'une réaction chimique, les atomes constituant les molécules des réactifs se regroupent d'une autre façon pour former les molécules de produits

Prenons le cas de la combustion de méthane dans le dioxygène de l'air.

 

Au cours de cette réaction chimique  

des molécules de méthane  réagissent  avec des molécules de dioxygène des molécules dioxyde de carbone et des molécules d'eau 

pour donner 

On constate bien que les molécules de réactifs sont de composition différente de celles des produits.

Les atomes sont représentés par des symboles. On trouve tous les symboles des atomes dans un tableau : la classification périodique des éléments.

Lorsque l'on combine les symboles des atomes, on peut écrire les formules de toutes les molécules et ainsi traduire la réaction chimique observée sous forme d'une équation-bilan.

III - Au cours de la réaction chimique il y a conservation de la masse.

Faisons une expérience simple à réaliser à la maison. 

 

 

Prenons un morceau de craie (ou de tuffeau) et du vinaigre blanc.

 

    
Mettons les en contact dans une tasse.  

On observe immédiatement une effervescence (un dégagement gazeux).

 


Au laboratoire on pratique le même type d'expérience mais cette fois ci, on met le dispositif expérimental sur balance et on note la masse des réactifs (avant la réaction chimique) et la masse des produits (après la réaction chimique).
Au début de l'expérience on lit une masse de 238 g pour les réactifs le flacon et le bouchon.
Comme dans la tasse, on observe qu'il y a réaction entre le vinaigre et le calcaire. Il y a dégagement d'un gaz et dissolution du calcaire.
A la fin de la réaction chimique la balance indique une valeur égale à celle du début de l'expérience ; on lit une masse de 238 g pour les produits, le flacon et le bouchon. 

Observations : on observe que la totalité du calcaire est dissout, que le vinaigre est troublé et que lorsque l'on enlève le bouchon du flacon le gaz dioxyde de carbone qui était en surpression s'échappe dans l'air de la pièce. 
La masse ne change pas tant que le flacon reste fermé
La présence du dioxyde de carbone montre qu'il y a eu réaction chimique car il n'était pas présent au départ.

Conclusion : la masse des réactifs est égale à celle des produits formés au cours de la réaction chimique.

Les atomes ne font que se réarranger dans une réaction chimique sans être modifiés.

Au cours de la réaction chimique le nombre, la nature et la masse totale des atomes ne varient donc pas.

IV - Equation-bilan

Une équation-bilan est composée de deux membres séparés par une flèche.
Le premier membre contient les réactifs et le second les produits.
La flèche séparant les deux membres se lit "donne". On écrira donc : Réactifs ----> Produits

Prenons comme exemple l'électrolyse de l'eau (décomposition des molécules d'eau par passage d'un courant électrique dans l'eau).

L'équation-bilan de cette réaction est la suivante :

 H2O

 +

 H2O  ---->  H2  + H2 + O2

C'est à dire en utilisant les coefficients steochiométrique (simplification de l'écriture) :

2

2

 2 H2O  ---->

 

2 H2 + O2

On constate bien que dans les réactifs il y a 4 atomes d'hydrogène et 2 atomes d'oxygène. On observe que les produits de la réaction contiennent eux aussi 4 atomes d'hydrogène et 2 atomes d'oxygène.

Il y a bien conservation de la nature et du nombre des atomes.

Par conséquent il y a aussi conservation de la masse lors de la réaction d'électrolyse de l'eau.

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Exercices sur le chapitre

auteur : gilles BOZON