Equations d'une Réaction Chimique PDF

## Equations d'une réaction chimique ### Principe de conservation de la matière #### 1°/Je manipule et j'observe * Avant: * Solution de sulfate de cuivre * Solution d'hydrogène de soude * Après: * Un précipité bleu * Solution > Il s'est produit une réaction chimique. > La mass...

## Equations d'une réaction chimique ### Principe de conservation de la matière #### 1°/Je manipule et j'observe * Avant: * Solution de sulfate de cuivre * Solution d'hydrogène de soude * Après: * Un précipité bleu * Solution > Il s'est produit une réaction chimique. > La masse des reactifs= la masse des produits. > m(sulfate de cuivre) + m(hydroxyde de soude)= m (Solution & precipite) On peut affirmer alors: > Masse des atomes avant réaction = masse des atomes après réaction * mature des atomes des reacti f = mature des atomes des produits #### 2/ Je conclus: > Lors d'une transformation chimique, il y a « conservation desatomes ». Cela veut dire que l'on retrouve dans les produitsles mêmes atomes (même nature et même nombre) que dans les réactifs. > Lors d'une transformation, les atomes présents dans les réactifs s'assemblent pour former de nouvelles molécules: les produits. > Comme il y a conservation des atomes lors d'une transformation chimique, il y a aussi < conservation de la masse: la masse des produits est exactement égale à celle des réactifs. ## Savoir-vous? * Un atome est environ 10⁵ (100 000) fois plus grand que son noyaux. * Si le noyau était un ballon de foot de 20 cm de diamètre, l'atone correspondant serait une sphère de 20 km! * 99.97% de la masse de l'atome est concentrée dans le noyau. * Le volume de l'atome est constitué à 99.9999999999999% de vide. * Si l'on pouvait enlever le vide des atomes constituant la Terre, toute la matière serait contenue dans une sphère de 150 m de rayon. ## Structure de l'atome ### Dimensions et de masse de l'atome On souhaite représenter un atone le plus simplement possible, on le représentera par une sphère de quelques Angstro de diamètre (1Å = 10-10m = 0,000 000 000 1 m). m=10^-9m * Quant à la masse, elle est extrêmement petite et s'évalue à quelques 10^-26kg. ### Constituants de l'atome Un atome est une particule électriquement neutre comprenant deux parties: * **Un noyaux central constitué de protons chargés positivement et de neutrons sans charge électrique:** * **Des électrons chargés négativement qui gravitent autour du noyau en formant un nuage électronique.** Malgré que le noyaux est plus petit 100 000 fois que l'atome, le noyaux à une masse pratiquement égale à celle de l'atome car la masse de ses électrons sont négligeables devant le noyau. On dit que l'atome à une structure LACUNAIRE. ### Les électrons * La taille: les électrons sont nettement plus petits que le noyaux. (10 000 fois plus léger) * m=9,11.10^-31kg * Situation: ils sont mobiles et tournent autour du noyaux. * Charge électrique: Chaque électron possède une charge électrique négative. * q_e = -e = -1,6.10^-19C avec « e » la charge élémentaire. * Tous les électrons sont identiques même s'ils appartiennent à des atomes différents. * Le nombre des électrons est l'un des caractéristiques de l'atome. * L'atome est électriquement neutre, la charge totale est nulle Q_at = Q_n + Q_e = 0 * La charge du noyau est Q_n = n·e * La charge du nuage électronique est Q_e = -n·e ## Le nom de l'atome | Nom de l'atome | Symbole | Nom de la mol écule | Formule chimique | Composition | |------------------------------|---------|-----------------------|---------------------|----------------------| | Hydrogène | H | Eau | H₂O | 2 atomes d'hydrogène + 1 atome d'oxygène | | Hélium | He | | | | | Bore | B | Monoxyde de carbone | CO | 1 atome de carbone + 1 atome d'oxygène | | Carbone | C | | | | | Azote = Nitrogène | N | | | | | Oxygène | O | Dichlore | Cl₂ | 2 atomes de chlore | | Fluor | F | Ammoniac | NH₃ | 1 atome d'azote + 3 atomes d'hydrogène | | Sodium = Natrium | Na | Dioxyde de carbone | CO₂ | 1 atome de carbone + 2 atomes d'oxygène | | Magnésium | Mg | | | | | Phosphore | P | | | | | Soufre | S | | | | | Chlore | Cl | Sulfate de cuivre | CuSO₄ | 1 atome de cuivre + 1 atome de soufre + 4 atomes d'oxygène | | Argon | Ar | | | | | Potassium = Kalium | K | Chlorure de méthyle | CH₃Cl | 1 atome de carbone + 3 atomes d'hydrogène + 1 atome de chlore | | Calcium | Ca | | | | | Cuivre | Cu | | | | | Chrome | Cr | Dioxyde de soufre | SO₂ | 1 atome de soufre + 2 atomes d'oxygène | | Fer | Fe | | | | | Brome | Br | Méthane | CH₄ | 1 atome de carbone + 4 atomes d'hydrogène | | Cobalt | Co | | | | | Aluminium | Al | | | | ## Les corps purs simples et les corps purs composés ### Les corps purs moléculaires simples | La molécule | Modèle compact | Modèle éclaté | |-------------------------------------------------|-----------------|----------------| | Gaz de dihydrogène (deux atomes d'hydrogène) | CO | ---------------- | | Gas de dioxygène (deux atomes d'oxygène) | CO | ---------------- | | Gas de diazote (deux atomes d'azote) | CO | ---------------- | ### Les corps purs moléculaires composés | La molécule | Modèle compact | Modèle éclaté | |------------------------------------------------------|-----------------|----------------| | L'eau (un atome d'oxygène + deux atomes d'hydrogène) | CO | ---------------- | | Gaz de dioxyde de carbone (un atome de carbone + 2 atomes d'oxygène) | CO | ---------------- | | L'ammoniac (un atome d'azote + 3 atomes d'hydrogène) | CO | ---------------- | | Gaz de sulfure d'hydrogène (un atome de sulfure + 2 atomes d'hydrogène) | CO | ---------------- | **Je conclus** * Les corps purs dont les molécules sont formées d'atomes identique sont appelés: **Corps purs simples.** * Les corps purs dont les molécules sont formées d'atomes différents sont appelés: **Corps purs composés.** ## Existence de l'atome : L'atome #### 1°/ J'observe et je m'interroge * Je sais que nombreux corps purs sont constitués de particules microscopiques identiques. * Appelés: molécules. * On sait aussi que la divisibilité de la matière est limitée. * La molécule ne peut subir aucune décomposition. > **Question: comment expliquer alors les réactions chimiques entre des molécules différentes?** #### 2°/ L'existence de l'atome * Pour interpréter une réaction chimique, on admet que la molécule peut subir une décomposition. * L'expérience a montré que la molécule est formée par un assemblage d'autres particules appelées: atomes. **Exemples:** * La molécule de dioxyde de carbone est formée de: un atome de carbone et 2 atomes d'oxygène. * La molécule d'eau est formée d'un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène. * Le dioxygène est formé de deux atomes de dioxygène. ### Modélisation de l'atome * Pour modéliser les molécules, on y représente les atomes par des boules sphériques, mobiles. * Sont de dimensions et de couleurs différentes. * Pour distinguer un atome d'un autre: | Atome | Modèle associé | |----------|-----------------| | Carbone | C | | Oxygène | O | | Hydrogène | H | | Soufre | S | | Chlore | Cl | | Azote | N | | Molécule | Modèle associé | |-------------|-----------------| | Dioxygène | CO | | Dioxyde de carbone | CO | | Dihydrogène | CO | | L'eau | CO | | Le méthane | CO | **Je conclus** La molécule est constituée de particules extrêmement petites invisibles à l'œil et même au microscope optique appelée atome. ## Atome **Description:** * Un atome est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec un autre. * Les atomes sont des constituants élémentaires de toutes les substances solides, liquides ou gazeuses. **Composition d'un atome:** * Un atome contient un noyau situé en son centre et des électrons qui "tournent autour" du noyaux. * **Le noyaux contient des nucléons, c'est-à-dire des protons et des neutrons.** * **Les électrons ont une charge électrique négative.** * **Les protons ont une charge électrique positive, de même valeur que celle de l'électron.** * **Les neutrons n'ont pas de charge électrique, ils sont neutres.** * Il y a exactement le même nombre d'électrons et de protons dans un atome, un atome est donc électriquement neutre. * Le nombre d'électrons (ou de protons) dans un atome détermine ses propriétés physiques et chimiques, c'est le nombre atomique. * Par exemple, un atome d'hydrogène a 1 électron et 1 proton, le nombre atomique d'un atome de carbone est 6, celui d'un atone d'oxygène 8, d'un atome de fer 26... | | | |--------------|-----------| | +protons | nucléons | | - neutrons | | | électrons | | | trajectoire des électrons | | ## La réaction chimique **Lorsqu'une matière brûle on dit qu'elle subit une combustion.** ### 1/- La combustion du carbone: **Combustion du carbone dans le dioxygène pur.** * **On plonge du charbon incandescent dans du dioxygène pur** * **Après la combustion on met de l'eau de chaux dans le flacon.** * **On agite** **La combustion est plus vive dans le dioxygène pur que dans l'air.** * A la fin, la combustion devient de moins en moins vive...puis s'arrête. * Une partie du charbon adeconsomée pendant la combustion. * L'eau de chaux petrouble... et indique la présence de Dioxygène/doscydeck * La combustion du charbon consomme donc du Carbone...et le dioxygène **Conclusion:** * La combustion ducarbone dans le dioxygène est une transformation ..chimique.. au cours de la quelle des corps..clisporose.. (du carbone et du dioxygène) et un corps meureauss apparitdu dioxyde de carbone) **Equation bilan:** Carbone + dioncyдетте Meagit aver e les reactifo dioncyde de carbone clonume Le produit ## Le méthane ainsi que le butane, l'éthane et le propane sont des gaz naturels * Chacun brûle en produisant de l'eau et du dioxyde de carbone et leur combustion peut également être incomplète. ### 3/- Définition d'une réaction (transformation) chimique : * On appelle réaction chimique toute transformation au cours de laquelle des substances disparaissent et de nouvelles substances apparaissent. * Une transformation chimique peut être modélisée par une réaction chimique. * Les substances qui disparaissent pendant une transformation chimique sont appelées **réactifs.** * La ou les substances qui apparaissent pendant une transformation chimique sont appelées **produits.** **Règles générales pour écrire une réaction chimique** * Les noms des réactifs sont indiqués à gauches et séparés par un signe +. * Les noms des produits indiqués à droite séparés par un signe +. * Les noms des réactifs et ceux des produits sont séparés par une flèche allant des réactifs vers les produits. **Remarque:** * Le signe + signifie « réagit avec » et la flèche « pour donner » . * La lecture de cette réaction chimique doit donc être « Le carbone et le dioxygène réagissent pour donner du dioxyde de carbone >>. **Les combustions sont des transformations chimiques.** * Pour qu'une combustion se produise il faut réunir trois éléments: * Un corps capable de brûler: un combustible (exemples: carbone, butane, papier, essence, etc.) * Un corps capable de faire brûler: un comburant comme le dioxygène) * Une source de chaleur qui permet d'initier la combustion (flamme, étincelle) puis de l'entretenir. * S'il manque un de ces éléments (où s'il sont séparés) une combustion ne peut pas se produire. **Exercice:** * À une quantité suffisante de limailles de fer; on ajoute une quantité de soufre: le mélange constitué est exposé a une flamme du bec benzène. * Après quelques secondes, un corps solide de couleur gris foncé apparait: c'est le sulfure de fer. * 1/- Qu'appelle-t-on cette expérience ? Expliquer. * 2/- Préciser les réactifs et les produits er écrire son schéma. ## Il s'est formé de la vapeur d'eau * gouttelettes d'eau * bec bunsen * Gaz formé * Eau de chaux **On étudie la combustion du méthane contenu dans un bec bunsen.** **Pour analyser cette combustion on réalise des tests:** * Si on place la flamme du bec bunsen sous un tube à essais la paroi du récipient se couvre de buée... On peut vérifier que cette buée est bien constituée d'eau... en utilisant du sulfate de cuivre anhydre et en vérifiant que celui-ci bleuit. * Si on réalise le test à l'eau de chaux sur les gaz recueille dans le tube à essais on peut observer que l'eau de chaux petrouble_ **Conclusion:** * La combustion produit de l'eau..... et du dioncyde de cle: sont des corps qui cupposesse..........Elle consomme du.. methane.. et du... clioscy gess. * sont des corps qui.clipparess.e... **Equation bilan :** Methane + diosxygène -> dioncyde de carbone teau