chapC17-Chimie et organisme - leprof
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Chap. 17 Chimie et besoin de l’organisme I. Les transformations chimiques 1- Etat d’un système chimique L'état d'un système chimique est totalement décrit : - de façon qualitative, en donnant le nom, l’état des espèces chimiques (s, l, g, aq), la température et la pression du système - de façon quantitative, lorsqu’on connaît la quantité de matière la ou masse de chacune des espèces chimiques qui le constituent est connue. 2- Evolution d’un système chimique Lors d'une transformation chimique, il y a évolution au cours du temps du système entre un état initial (système juste avant le début de la transformation) et un état final (système une fois la transformation terminée). Cette évolution correspond à un changement de la nature et de la quantité de matière des espèces chimiques qui constituent le système 3- Réactifs et produits Une espèce chimique dont la quantité de matière diminue au cours de la transformation est appelée un réactif : on dit qu'elle est consommée. Une espèce chimique dont la quantité de matière augmente au cours de la transformation est appelée un produit : on dit qu'elle apparaît On appelle réactif limitant le réactif qui est totalement consommé au cours de la transformation et qui ne se trouve plus dans l'état final. 4- Conservation de la masse Au cours d’une réaction chimique on sait déjà que les éléments chimiques sont conservés. Il faut savoir aussi qu’au cours d’une réaction chimique ou interviennent des ions il n’y a pas création d’électricité c’est à dire que la charge globale des réactifs est égale à la charge globale des produits Et la loi de LAVOISIER La masse des réactifs qui disparaissent au cours d’une transformation chimique est égale à la masse des produits formés. « rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme » II. Modélisation d’une transformation chimique 1- L’équation chimique On associe à la transformation chimique un modèle qui ne s’intéresse qu’aux réactifs et aux produits, c’est la réaction chimique qui rend compte à l’échelle macroscopique de l’évolution du système. On représente symboliquement cette réaction chimique par une équation. L'écriture de l'équation obéit à des règles qu'il faut scrupuleusement respecter : •Les espèces chimiques mises en jeu (réactifs et produits) sont représentées par leurs formules chimiques brutes, qui ne peuvent en aucun cas être modifiées. •Les réactifs sont placés à gauche et les produits à droite d'une flèche qui représente le sens d'évolution du système lors de la transformation. •L'équation chimique doit traduire la conservation de la matière (atomes) et de la charge : le nombre d'atomes de même nature doit être identique avant et après réaction et il en va de même pour la charge électrique. Page 1 sur 2 Pour cela, on ajuste l'équation en plaçant devant les formules des réactifs et des produits des nombres appelés « nombres stœchiométriques » : on dit qu'on ajuste (ou équilibre) l'équation chimique. Le nombre 1 n'est pas écrit. 2- Bilan de matière Au niveau macroscopique, l'équation chimique indique les proportions, en mole, dans lesquelles les réactifs disparaissent et les produits se forment au cours de l'évolution du système. 3- Quantité de matière a) Masse molaire et quantité de matière Pour une masse m d’un échantillon de masse molaire M on détermine la quantité de matière par : m n= le résultat s’exprime en mol. M b) Concentration molaire et quantité de matière La concentration molaire d’une solution est égale au quotient de la quantité de matière de soluté n(A) par le volume V de solvant. n (A) C(A) = [A] = n(A) en mol; V en L et C en mol.L-1 V c) Titre ou concentration massique Si on dissous une masse m de soluté (A) dans un volume V de solvant, le titre de la solution est par m(A) définition t(A) = elle s’exprime en g.L-1. On l’appelle aussi concentration massique. V III. Les effets thermiques 1- Echanges d’énergie Une transformation chimique est un processus qui affecte aussi l'énergie que possède un système chimique car on modifie les liaisons entre atomes. Si le système chimique cède de l’énergie au milieu extérieur, la transformation est exothermique, c’est le cas des combustions. Ou le système chimique peut globalement absorber de l'énergie, la transformation est alors endothermique. (La dissolution du chlorure d'ammonium dans l'eau est un processus endothermique.) 2- Pour le métabolisme. L'énergie nécessaire au sportif provient de la dégradation des aliments au cours d'un ensemble de transformations chimiques intracellulaires. Cette dégradation équivaut, lors d'un effort prolongé, à une combustion complète pour les glucides et les lipides et à une oxydation incomplète pour les protides. Exemple : La dégradation du glucose libère 2 800 kJ par mole de glucose consommée. Page 2 sur 2
