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Cours — La réaction chimique

4e · Cycle 4 · Organisation et transformations de la matière

Transformation physique ou chimique, réactifs et produits, combustions, modèle moléculaire et conservation des atomes, conservation de la masse.

Objectifs
Partie 1

Transformation physique ou chimique ?

Lors d’une transformation physique (changement d’état, dissolution, mélange), les espèces chimiques restent les mêmes : la glace qui fond reste de l’eau.

Lors d’une transformation chimique, des espèces chimiques disparaissent et de nouvelles espèces apparaissent.

Indices d’une transformation chimique : dégagement de gaz, changement de couleur, apparition d’un solide, chaleur ou lumière produite… mais seul un test d’identification permet de prouver qu’une nouvelle espèce s’est formée.
Partie 2

Réactifs et produits

Les espèces chimiques consommées sont les réactifs ; celles qui se forment sont les produits. On écrit le bilan de la réaction :

réactifs → produits

Exemple : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone. La flèche se lit « donne » ou « se transforme en ».

Erreur fréquente : la flèche n’est pas un signe « = ». Elle indique le sens de la transformation.
Partie 3

Les combustions

Une combustion est une réaction chimique entre un combustible (bois, gaz, carbone…) et un comburant, le dioxygène de l’air. Il faut aussi une source d’énergie pour la déclencher.

FEUsource d’énergie (flamme, étincelle)combustiblecomburant(dioxygène)(bois, gaz…)

Le triangle du feu : supprimer un seul côté suffit à arrêter le feu.

CombustionRéactifsProduits
du carbonecarbone + dioxygènedioxyde de carbone
du méthane (gaz de ville)méthane + dioxygènedioxyde de carbone + eau
Test du dioxyde de carbone : l’eau de chaux se trouble (devient blanche).
Test de l’eau : le sulfate de cuivre anhydre blanc devient bleu.
Sécurité : si le dioxygène manque, la combustion est incomplète : elle produit du monoxyde de carbone, gaz invisible, sans odeur et mortel. D’où l’importance d’aérer et d’entretenir les chaudières, et des détecteurs.
Partie 4

Molécules et atomes

Les espèces chimiques sont constituées de molécules, elles-mêmes formées d’atomes. Chaque atome a un symbole : C (carbone), O (oxygène), H (hydrogène).

La formule d’une molécule indique les atomes qui la composent : dans CO₂, 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène (le petit chiffre en bas à droite). H₂O : 2 H et 1 O. CH₄ : 1 C et 4 H. O₂ : 2 O.

C+OO→OOCCO₂CO₂

Modèles moléculaires : C noir, O rouge, H blanc.

Au cours d’une réaction chimique, les atomes des réactifs se réarrangent pour former les produits : aucun atome ne disparaît, aucun n’apparaît.
Partie 5

Équation de réaction et conservation de la masse

On remplace les noms par les formules : c’est l’équation de réaction. Il doit y avoir le même nombre d’atomes de chaque sorte de part et d’autre de la flèche.

C + O₂ → CO₂

HHHHC+OOOOCH₄2 O₂→OOC+HHOHHOCO₂2 H₂O

Combustion du méthane : 1 C, 4 H et 4 O de chaque côté.

Pour le méthane, il faut 2 molécules de dioxygène : le chiffre placé devant une formule indique le nombre de molécules. Tu apprendras en 3e à ajuster toi-même les équations.

Comme les atomes se conservent, la masse totale se conserve : m(réactifs consommés) = m(produits formés)
C’est la loi de Lavoisier (« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »). On la vérifie dans un système fermé ; dans un système ouvert, un gaz peut s’échapper et la balance indique moins.
L’essentiel
  • Transformation chimique : de nouvelles espèces apparaissent ; transformation physique : les espèces restent les mêmes.
  • Réactifs → produits ; la flèche se lit « donne ».
  • Combustion : combustible + dioxygène + source d’énergie ; CO₂ (eau de chaux trouble) et souvent de l’eau (sulfate de cuivre bleu).
  • Les atomes se conservent : C + O₂ → CO₂ ; CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O.
  • La masse se conserve (Lavoisier), vérifiable en système fermé.
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