6. La réaction chimique

 

           L’établissement de l’équation d’une transformation chimique est fondamental dans l’explication des phénomènes chimiques.

           Le suivi de cette transformation se fait en mesurant l’évolution des quantités de matière par colorimétrie comme nous le verrons dans un chapitre ultérieur (ou par pH-métrie et conductimétrie, vues en terminale).

 

 

A– Comment définir une réaction chimique?

 

1. La transformation chimique

           Toutes les transformations de la matière ne correspondent pas à des réactions chimiques :

 

Les transformations physiques

           Elles correspondent à des changements d’état. (cf. chapitre 4)

 

Remarque : l’évaporation est à distinguer de la vaporisation, car elle ne concerne que le passage à l’état de vapeur des molécules de la surface du liquide. L’évaporation est donc plus lente.

 

Exemple :               fusion de l’eau :              H2O (s) → H2O (l)

 

 

La dissolution

           Elle ne correspond pas non plus véritablement à une réaction chimique, dès lors que les espèces chimiques (molécules ou ions) sont simplement dispersées dans le solvant.

 

Exemple : dissolution du chlorure de fer II :           FeCl2 (s) → Fe2+(aq) + 2 Cl -(aq)

D’où la définition :

Zone de Texte: La réaction chimique est une transformation de la matière au cours de laquelle des espèces chimiques disparaissent (les réactifs) et d’autres espèces chimiques sont formées (les produits.)

 

 

2. Equilibrage d’une réaction chimique

Principe

L’équation chimique, encore appelée équation de réaction ou équation-bilan, modélise la transformation chimique, en indiquant les réactifs consommés et les produits formés, et en respectant les lois de conservation :

Zone de Texte: Lois de conservation au cours d’une réaction chimique : des éléments chimiques : les éléments chimiques des réactifs doivent être identiques à ceux qui sont formés de la charge électrique : la charge électrique globale des réactifs doit être égale à celle des produits

 

Exemple 1 : combustion complète du butane C4H10

2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O

 

· conservation des éléments : 8 C, 20 H et 26 O,

· lorsqu’un équilibrage pose problème, on peut essayer de doubler, voire de tripler un réactif…

 

Exemple 2 : réaction entre l’aluminium et les ions cuivre II donnant les ions Aluminium III et le métal cuivre

2 Al + 3 Cu2+ → 2 Al3+ + 3 Cu

 

· conservation des éléments : 2 Al et 3 Cu,

· conservation de la charge globale : 2 plus.

 

 

Coefficients stœchiométriques

           Les nombres introduits avant les espèces chimiques afin d’équilibrer l’équation chimique sont appelés coefficients stœchiométriques.

           En théorie, la réaction reste correctement équilibrée si on choisit un multiple des coefficients :

4 C4H10 + 26 O2 →16 CO2 + 20 H2O

           ou une fraction de ces coefficients :

           Cependant, afin de raisonner par la suite de manière univoque sur les équations chimiques, il conviendra de toujours choisir les coefficients entiers les plus petits possibles.