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1ère année BTS SCBH
La réaction chimique
Extrait du programme
La réaction chimique, les combustions
Notions et contenus
Capacités exigibles
1. La réaction chimique
Masses molaires atomique et
moléculaire.
La quantité de matière :
définition et unité.
Réaction chimique et
équation chimique.
Réactif limitant,
stœchiométrie, bilan de
matière.
Calculer une masse molaire moléculaire à partir des masses molaires atomiques.
Connaitre et exploiter les différentes relations permettant de calculer une quantité
de matière exprimée en mole.
Identifier l'état initial et l'état final d'une réaction chimique.
Écrire l’équation chimique associée à une réaction chimique avec les nombres
stœchiométriques corrects.
Réaliser un bilan de matière.
Identifier le réactif limitant. Définir la notion de mélange stœchiométrique.
Étudier expérimentalement l'évolution d'un système siège d’une réaction chimique.
1. La constitution de la matière
1.1 L’atome
1.2 Le symbole de l’atome
1.3 La masse de l’atome
1.4 Structure lacunaire de l’atome
1.5 Les isotopes
1.7 Les ions et molécules
1.6 Quantification de la matière
1.7 La masse molaire
2. La réaction chimique
2.1 Quelques définitions
2.2 La loi de Lavoisier
2.3 Bilan de matière d’une réaction chimique
Sandrine Cerantola LP Alpes et Durance 2015-2016
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1ère année BTS SCBH
1. La constitution de la matière
1.1 L'atome
L'atome est décrit comme un noyau central autour duquel se déplacent un ou plusieurs électrons, constituant
le cortège électronique.
Le noyau est constitué de protons et de neutrons ; ce sont les nucléons.
Chaque proton porte une charge électrique positive. On note e = 1,6 × 1019 C (C : coulomb, unité de charge
électrique).
Le neutron ne porte aucune charge électrique.
Chaque électron porte une charge électrique négative. On note − e = − 1,6 × 1019 C
Cortège d'électronique
Noyau
Constituant
Charge électrique
L'atome est électriquement neutre. Il possède autant de charges positives dans le noyau que d'électrons dans
le cortège électronique.
1.2 Symbole de l'atome
Le nombre Z de protons du noyau est appelé numéro atomique.
Le nombre global de nucléons (nombre de masse) est noté A.
Chaque atome est représenté par un symbole X, une lettre majuscule éventuellement accompagnée d'une
lettre minuscule, caractéristique du nombre de protons.
On note
Donner le symbole de l'atome d'aluminium Al, de numéro atomique Z = 13, comportant 14 neutrons.
1.3 Masse de l'atome
Elle se calcule à partir de la masse de ses constituants.
Particule
Électron
Proton
Neutron
Masse
me = 9,109.10-31 kg
mp = 1,672.10-27 kg
mn = 1,675.10-27 kg
Donner la masse du noyau d'un atome d'aluminium.
Donner la masse d'un atome d'aluminium.
Faire le rapport entre l'un et l'autre.
La masse d'un atome est concentrée dans son noyau (la masse des électrons est négligeable par rapport à
celle des nucléons).
1.4 Structure lacunaire de l'atome
La taille d'un atome est de l'ordre de 10-10m.
La taille du noyau d'un atome est de l'ordre de 10-15m.
Entre le noyau et le cortège électronique, il n'y a que du vide ; on parle de structure lacunaire de la matière.
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1.5 Les isotopes
Deux atomes isotopes ont le même nombre de protons (et d'électrons), mais un nombre de neutrons (donc un
nombre de masse) différent.
Donner la composition du carbone classique et du « carbone 14 ».
1.6 Les ions et molécules
La matière se présente souvent sous forme de molécules ou d’ions.
Une molécule est une structure de base de la matière. C'est l'assemblage chimique électriquement neutre d'au
moins deux atomes, différents ou non, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité
de matière possédant les propriétés caractéristiques de la substance considérée.
Exemple : H2O ;….
Un ion est une espèce chimique électriquement chargée (atome ou groupes d'atomes) qui a gagné (ou perdu)
un ou plusieurs électrons.
Exemples : Fe2+ ;…………….
1.7 Quantification de la matière
La mole correspond à 6,022137.1023 atomes (nombre d'Avogadro NA).
Calculer la masse d'une mole d'atomes de carbone
Données :
Particule
Électron
Proton
Neutron
Masse
me = 9,109.10-31 kg
mp = 1,672.10-27 kg
me = 1,675.10-27 kg
Le résultat correspond à la masse molaire atomique du carbone.
1.8 La masse molaire (atomique et moléculaire)
Elle correspond à la masse d'une mole d'espèce chimique ; elle se nomme Mespèce chimique, en g.mol-1.
Pour un élément chimique (atome, ion monoatomique), elle est donnée dans la classification périodique, et
tient compte de la proportion des isotopes naturels. Le nombre de nucléons A est alors remplacé par la
masse molaire.
Pour une molécule, la masse molaire correspond à la somme des masses molaires atomiques des éléments
qui la compose.
Exemples :
-1
• La masse molaire du dioxyde de carbone CO2 vaut 44g.mol .
…………………………
•
La masse molaire de l'oxyde de fer(III) Fe(OH)3 vaut 106 g.mol-1
…………………………
Exercice
Calculer la masse molaire des molécules suivantes :
NH3, CH4, Cu(OH)2, Ca2SiO4.
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1.9 Relations mathématiques liées à la mole
Un nombre de mole correspond à une quantité de matière.
Un nombre de mole correspond à une quantité de matière.
Solide
Liquide
Gaz
n(mol )=C (mol / L)×V (L)
n(mol) =[ X ](mol / L)×V ( L)
n(mol ) =
m( g)
M (g / mol )
ρ( g / L)=
m (g ) n(mol)× M (g /mol )
=
V (L)
V ( L)
ρ
d =ρ X
n(mol ) =
V g (L)
V mol (L)
V mol (m ) =
3
R×T K
P Pa
avec R=8,314SI
eau
à pression et température normale (25°C
et 1013hPa).
2. La réaction chimique
Fin
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