LA REACTION CHIMIQUE

Définitions

Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle des corps purs disparaissent et de nouveaux corps purs apparaissent.

Un réactif un corps pur qui est consommé au cours d’une réaction chimique.

Un produit est un nouveau corps pur qui est formé au cours d’une réaction chimique.

Exemple :

Le carbone réagit avec le dioxygène pour donner du dioxyde de carbone.

Réactif : carbone, dioxygène.

Produit : dioxyde de carbone.

La conservation de la matière au cours d’une réaction chimique

·D’une manière générale, au cours d’une réaction chimique, on retrouve dans les produits d’une réaction les éléments constituants les réactifs. On dit qu’il y a conservation des éléments.

·Les atomes de chaque élément présent dans les réactifs se retrouvent donc, en même nombre dans les produits : on dit qu’il y a conservation des atomes. La conservation des atomes implique la conservation des masses.

Loi de Lavoisier : Dans toute réaction chimique la masse des produits est égale à celle des réactifs entrés en réaction.

Remarques :

§ Lorsque qu’une transformation chimique s’accompagne d’une augmentation de la température, la transformation est dite exothermique ;
§ Lorsque qu’une transformation chimique s’accompagne d’une diminution de la température, la transformation est dite endothermique ;
§ Si aucun effet thermique n’apparait lors d’une transformation chimique, la transformation est dite athermique.

La représentation d’une réaction chimique par une équation-bilan

On schématise une réaction chimique par une équation-bilan. Pour écrire une équation-bilan, on place dans le membre de gauche les formules des réactifs séparées par le signe + et dans le membre de droite les formules des produits également séparées par le signe +, les deux membres étant séparés par une flèche indiquant le sens de la transformation chimique.

Ainsi, l’équation-bilan de la réaction entre le fer et le soufre s’écrit :

Fe+  S →FeS

Ce qui se lit : le fer réagit avec le soufre pour donner du sulfure de fer.

Une équation-bilan n’est pas seulement une simplification d’écriture, mais un véritable bilan de la réaction. Il est donc nécessaire que, dans l’écriture d’une équation bilan, la conservation des atomes de chaque élément soit vérifiée.

Equilibrer une équation bilan consiste à placer, devant les formules des corps, des coefficients, appelés coefficients stœchiométriques, de façon à exprimer la conservation de la matière. Une équation bilan doit toujours être équilibrée.

Exemple : l’aluminium (Al) réagit avec du soufre (S) pour donner du sulfure d’aluminium (Al₂S₃).

Al    +    S     →    Al₂S₃

Avant la réaction	Apres la réaction
Eléments : Al ; S Nombre d’atomes : 1 atome de Al 1 atome de S	Eléments : Al ; S Nombre d’atomes : 2 atomes de Al 3 atomes de S

Au premier membre de cette équation, on a 01 atome d’aluminium et 01 atome de soufre.

Au deuxième membre de cette équation, on a 02 atomes d’aluminium et 03 atomes de soufre. Donc cette équation n’est pas équilibrée. Il faut donc multiplier par 2, le nombre d’atomes d’aluminium et par 3 le nombre d’atomes de soufre dans le premier membre. On obtient :

2Al    +    3S     →    Al₂S₃

Utilisation d’une équation bilan : La résolution d’un exercice de chimie

Pour résoudre un exercice de chimie en utilisant une équation bilan :

- On écrit l’équation bilan équilibrée de la réaction.

-On précise les quantités de matière intervenant dans cette équation. 

-Ensuite, on écrit la relation de proportionnalité, à partir de laquelle on peut tirer les valeurs recherchées.

Mélange stœchiométrique

· Un mélange est dit stœchiométrique si les réactifs sont pris dans les proportions de l’équation-bilan équilibrée de la réaction.

· Les réactifs d’un mélange stœchiométrique sont entièrement consommés et le milieu réactionnel ne comporte que les produits de la réaction.

·        D’une manière générale, si les réactifs d’un mélange réactionnel ne sont pas dans des proportions stœchiométriques, l’un d’eux se trouve en défaut : c’est le facteur limitant du mélange. Il est entièrement consommé à la fin de la réaction. On a en plus des produits formés, un reste du réactif en excès dans le mélange réactionnel.

· Dans une réaction chimique, le réactif en défaut est celui qui s’épuise en premier → il détermine la quantité de produit formé.

· Le réactif en excès est celui qui reste après la réaction.

Rendement d’une réaction chimique

Le rendement indique si une réaction chimique a produit autant de produit que prévu. Il permet de comparer ce qu’on devrait obtenir (théoriquement) et ce qu’on obtient vraiment (en réalité).

Formule (simplifiée) :

Rendement (%) = (quantité réelle obtenue / quantité théorique attendue) × 100

Exemple :

Si on s’attend à obtenir 10 g d’un produit mais qu’on n’en récupère que 8 g :

Rendement = (8 / 10) × 100 = 80 %

Cela signifie que la réaction a été efficace à 80 %

EXERCICES

EXERCICE I: Recopie et complète les phrases suivantes :

1. Une réaction chimique est une……………….au cours de laquelle des corps disparaissent et des corps nouveaux……………..

2. Un …………..est un corps qui se forme et apparaît au cours d’une réaction chimique.

3. Un…………. est un corps qui disparaît au cours d’une réaction chimique.

4. Une réaction……………..est une réaction chimique qui se produit avec un dégagement de chaleur.

5. Une réaction chimique se traduit par une……………qui s’écrit en toutes lettres et dans laquelle n’interviennent que les espèces réellement mises en jeux

EXERCICE II: Complète chacune des équations littérales suivantes :

a)……………+……………→dioxyde de carbone

b) Butane + dioxygène →………….+………….

c) Soufre + dioxygène→……………

EXERCICE III: On enflamme trois bougies. On laisse la 1^ère brulée à l’air libre, on enferme la deuxième dans un flacon hermétique et on place la 3^ème dans un flacon contenant du dioxygène.

Observation 1 :la 1^ère bougie brûle, dégage la chaleur et ne s’éteint que lorsque toute la paraffine a disparu.

Observation 2 :la 2^ème bougie cesse rapidement de brûler bien que la paraffine soit encore entière.

Observation 3 :la 3^ème bougie brûle intensément, dégage de la chaleur, se consume rapidement et ne s’éteint que lorsque toute la paraffine a disparu.

1.Pourquoi la première bougie brûle –t-elle ?

2. Pourquoi la deuxième bougie cesse de brûler ?

3. Pourquoi la troisième bougie brûle rapidement ?

4. Quel corps est le responsable de cette combustion ? Quel est son rôle ? Quel est le rôle de la paraffine ?

5. Cette transformation est-elle une transformation chimique ou physique ? Dis pourquoi ?

EXERCICE IV: Equilibre les équations bilans suivantes :

1. ………H₂ + ………Cl₂ →. ……..HCl

2………..Al + …………S. →. ……..Al₂S

3…………Fe + ………..O₂ → ……….Fe₂O₃

4. Cu + O₂ →. Cuo

5. Cu₂O + O₂ → Cuo

6. H₂S +SO₂ → H₂O + S

7.C₂H₆O + O₂ → CO₂ + H₂O

EXERCICE V:

Lors d’une combustion complète, 1,2 g de carbone réagit intégralement avec 3,2g de dioxygène.

1. Ecris l’équation-bilan de la réaction

2. Calcule la masse du produit formé

3. Décris brièvement le test d’identification du produit formé.

On donne : C :12 O :16

EXERCICE VI:

On fait réagir 56 g de limaille de Fer sur 32 g de fleur de soufre à chaud et il se forme du sulfure de Fer (FeS).

1. Ecris l’équation bilan de la réaction.

2. Calcule la quantité de matière de chacun des réactifs.

3. Le mélange est-il stœchiométrique ? sinon recherche le réactif par défaut.

4. Calcule la quantité de matière de sulfure de Fer.

EXERCICE VII : Synthèse du chlorure de sodium

2Na + Cl₂ → 2NaCl

On fait réagir 4,6 g de Na (M = 23 g/mol) avec un excès de chlore.

On obtient 8,8 g de NaCl.

M(NaCl) = 58,5 g/mol

1. Quelle est la quantité de matière de Na ?

2. Quelle masse théorique de NaCl aurait dû se former ?

3. Quel est le rendement de la réaction ?

EXERCICE VIII:

L’équation chimique de la réaction entre l’aluminium et l’acide chlorhydrique est :

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

On fait réagir 2,7 g d’aluminium avec un excès d’acide.

La quantité de dihydrogène obtenue est 0,045 mol.

Donnée : M(Al) = 27 g/mol

1. Calculer la quantité de matière d’Al.

2. Déterminer la quantité de H₂ attendue (théorique).

3. Calculer le rendement de la réaction

EXERCICE IX :

L’action du soufre sur l’aluminium donne du sulfure d’aluminium Al₂S₃ .

2Al    +    3S     →    Al₂S₃

1.Calculer la masse du sulfure d’aluminium obtenu par action du soufre sur 5,4 g d’aluminium.   

2.En déduire la masse de soufre utilisée.

EXERCICE X :
Un système chimique est constitué dans son état initial des espèces chimiques suivantes : éthanol et chlorure d’éthanoyle.
A l’état final, il est constitué de chlorure d’hydrogène, d’éthanoate d’éthyle et d’éthanol.
1. Quels sont les produits de la réaction ?
2. Le chlorure d’éthanoyle est-il un réactif ? Justifier la réponse

3. On donne les formules suivantes :

Chlorure d’éthanoyle : CH₃COCl2

Ethanol :C₂H₅OH

Chlorure d’hydrogène :HCl

Ethanoate d’éthyle :CH₃COOC₂H₅

Ecrire l’équation de cette réaction

Avez-vous un exercice à proposer au Forum?Cliquez-ici

CORRIGES

Merci de votre visite
Laissez un commentaire