Chimie : 2nde Cours Chapitre.10 : Transformations

Chimie : 2nde
Cours
Chapitre.10 : Transformations chimiques
I. La transformation chimique
1. Le système chimique :
Un système chimique est l’ensemble des espèces chimiques que l’on étudie au cours d’une transformation chimique.
L’état d’un système chimique dépend de plusieurs paramètres :
 La température
 La pression
 L’état physique des espèces chimiques : solide (S), liquide (L), gazeux (G).
 La quantité de matière des espèces chimiques présentes.
Remarque :
A l’état liquide, si le solvant est l’eau, l’espèce chimique est dite à l’état aqueux noté (aq)
2. La transformation chimique :
Une transformation chimique correspond à l’apparition ou à la disparition d’une ou plusieurs espèces chimiques au cours de
l’évolution du système. Il y a alors passage d’un état initial à un état final.
Exemple : combustion du carbone dans le dioxygène (programme du collège : 4e)
Etat initial (E.I)
Etat final (E.I)

T = 25°C

P = 1 bar

C(s) : ni(C)

O2(g) : ni(O2)
Transformation chimique

T = 25°C

P = 1 bar

CO2(g) : n(CO2)

O2(g) : nf(O2) si non totalement consommé

C(s) : nf(C) si non totalement consommé
3. Réactifs et produits :
Réactif : espèce chimique qui disparaît au cours de la transformation chimique.
Produit : espèce chimique qui apparaît au cours de la transformation chimique.
Exemple : combustion du carbone dans le dioxygène
 Réactifs : carbone C(s) et dioxygène O2(g).
 Produit : dioxyde de carbone CO2(g).
Voir exercices d’application n°1 et 2
II. La réaction chimique
1. Définition :
Une réaction chimique est une modélisation de la transformation chimique subie par un système chimique.
Au cours d’une réaction chimique il y a conservation des éléments chimiques et de la charge électrique.
Exemple : lors de la combustion du carbone dans le dioxygène, il y a conservation des éléments carbone C et oxygène O,
la charge électrique reste nulle.
2. Equation chimique :
Une équation chimique est un écrit symbolique qui modélise la transformation de molécules et d'atomes lors d'une
réaction chimique.
Dans une équation chimique, il faut ajuster les nombres stœchiométriques afin de respecter la conservation des
éléments chimiques et celle de la charge électrique simultanément.
3. Exemples :
 Combustion du carbone dans le dioxygène :
C(s) + O2(g)

CO2(g)
Réaction entre les cations argent Ag+(aq) et le cuivre métallique Cu(s) :
Cu(s) + 2 Ag+(aq)
Cu2+(aq) + 2 Ag(s)
Réactifs
Produits
1 élément cuivre (Cu) et 2 éléments argent (Ag+) chez les réactifs, car le nombre stœchiométrique devant l’ion argent
Ag+ est 2 et celui devant l’atome de cuivre Cu est 1.
- 1 élément cuivre (Cu2+) et 2 éléments argent Ag chez les produits, car le nombre stœchiométrique devant l’ion cuivre
Cu2+ est 1 et celui devant l’atome d’argent Ag est 2.
- Deux charges positives apportées par les deux ions argent Ag+ chez les réactifs et deux charges positives apportées
par l’ion cuivre Cu2+ chez les produits, ainsi il y a bien conservation de la charge électrique.
Voir exercices d’application n°3 et 4
-
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Exercices d’application
Exercice.1 :
Identifier dans chaque cas si la transformation est chimique ou physique. Justifier.
1.
2.
3.
4.
5.
Un iceberg qui fond
La combustion complète du méthane
Une casserole remplie d’eau qui bout
Une assiette qui se brise
La photosynthèse d’une plante
Exercice. 2 :
Dans un tube à essai, on introduit 1,0 mL d’une solution de sulfate de zinc, contenant les ions sulfate SO 42-(aq) et les ions
zinc Zn2+(aq). A cette solution, on ajoute 2,0 mL d’une solution d’hydroxyde de sodium contenant les ions hydroxyde OH -(aq)
et les ions sodium Na+(aq). Il se forme alors un précipité blanc d’hydroxyde de zinc de formule Zn(OH)2(s).
1.
2.
3.
4.
5.
Décrire l’état initial (E.I) du système.
Identifier le(s) réactif(s) et le(s) produit(s).
Identifier les ions spectateurs (qui ne participent pas à la transformation chimique).
Décrire l’état final (E.F) du système.
Pourquoi dit-on qu’il y a eu transformation chimique ?
Exercice. 3 :
Ajouter, si nécessaire, les nombres stœchiométriques des équations chimiques proposées ci-dessous :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Mg2+(aq) + Cl-(aq)
MgCl2(s)
H2CO3(s) + H2O
CO32-(aq) + H3O+(aq)
C2H6O(l) + O2(g)
C2H4O2(l) + H2O
Al(s) + O2(g)
Al2O3(s)
Al(s) + H+(aq)
Al3+(aq) + H2(g)
C4H10(g) + O2(g)
CO2(g) + H2O(g)
S2O32-(aq) + Fe3+(aq)
S4O62-(aq) + Fe2+(aq)
+
MnO4 (aq) + H (aq) + I (aq)
Mn2+(aq) + H2O + I2(s)
2+
2+
Cr2O7 (aq) + H (aq) + Fe (aq)
Cr3+(aq) + H2O + Fe3+(aq)
Exercice. 4 :
La combustion complète d’un volume V1 = 10,0 mL de gaz propane de formule chimique C3H8 dans un volume V2 = 50,0 mL
de dioxygène conduit à la formation de 30,0 mL de dioxyde de carbone et 40,0 mL d’eau, dans les conditions expérimentales
où T = 20°C et P = 1 bar, le volume molaire Vm = 24,0 L.mol-1.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Identifier les réactifs et les produits.
Ecrire l’équation bilan de la réaction chimique. Ajuster, si nécessaire, les coefficients stœchiométriques.
Déterminer les quantités de matière en réactifs.
Décrire l’état initial (E.I) du système.
Déterminer les quantités de matière en produits.
Décrire l’état final (E.F) du système.
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