1 SCH3U/4C LAF Les réactions chimiques Source image : http://students.cis.uab.edu/ash13y/Final%20Project%20Chemistry%20Webpage.html 2 Les réactions chimiques Résultats d’apprentissages 1. À la fin de ces leçons, assure-toi que tu reconnais les différents types de réactions chimiques. (ex : DD, DS, Synthèse, Décomp.) 2. À la fin de ces leçons, assure-toi que tu es en mesure de balancer toutes équations chimiques 3. À la fin de ces leçons, assure-toi que tu es en mesure de prédire les produits des réactions chimiques étudiés. Pour réussir tu dois : Revoir les exemples vus en classe. (Chap4, p111 à 141) Refaire les exercices de ton livre et les vérifier avec les réponses des corrigés. 3 Les types de réactions chimiques http://hrsbstaff.ednet.ns.ca/schof/chimie/chimie11/reactions.htm (certains éléments) Indices pour détecter une réaction chimique: a. changement de température: HCl + 2 NaOH NaCl + H2O + énergie b. production de gaz: CaCO3(aq) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) c. formation d'un précipité: AgNO3(aq) + NaCl(aq) NaNO3(aq) + AgCl(s) d. changement de couleur: Cu(NO3)2 + Zn Zn(NO3)2 + Cu bleu brun e. formation d'odeur: FeS(s) + 2 HCl(aq) FeCl2(aq) + H2S(g) Toutes les réactions chimiques impliquent une libération ou une absorption d’énergie. Énergie = chaleur, son, lumière, électricité etc. *Les réactions de libération d’énergie sont dites exothermiques. Ex : une explosion, combustion du carburant et la corrosion du fer. *Les réactions que l’on ajoute de l’énergie pour qu’il y ait un changement chimique sont dites endothermiques. Ex : quand tu cuisines, vaporisation de l’eau… Les réactions chimiques Il y a quatre types de réactions chimiques : La synthèse La décomposition Les déplacements simples Les déplacements doubles 4 La synthèse (formation ou addition): A + B AB Les éléments se combinent afin de synthétiser un produit. (Il faut vérifier la charge de chaque substance) S8 + 8 O2 8 SO2 2 Na + Cl2 2 NaCl 8 Zn + S8 8 ZnS 2 Mg + O2 2 MgO H2 + Cl2 2 HCl 8 Fe + S8 8 FeS 2Sb + 3Cl2 2SbCl3 4As + 3O2 2As2O3 Les types de réactions de synthèse. a) La réaction d’un élément métallique ou non métallique avec de l’oxygène produit un oxyde. Ex : Fe + O2 FeO b) Un métal et un non métal réagissent pour former un composé binaire. Ex : 2K(s) + Cl2 2KCl(s) c) La réaction d’un oxyde métallique avec de l’eau entraîne la formation d’un hydroxyde métallique. Ex : CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2 d) La réaction d’un oxyde non métallique avec de l’eau produit un acide. Ex : SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) 5 La décomposition: Lorsqu’une substance chimique se décompose en deux ou plusieurs substances. AB A +B 2 H20 2 H2 + O2 2 HgO 2 Hg + O2 2 NaCl 2 Na + Cl2 2 NCl3 N2 + 3 Cl2 Règle : 1- Les chlorates bromates et iodates se décomposent afin de produire le dioxygène et le chlorure(bromure ou iodure) métallique. 2 KClO3 2 KCl + 3O2 2- Les carbonates se décomposent afin de produire le dioxyde de carbone et un oxyde métallique. CaCO3 3- Les hydroxydes se décomposent afin de produire l’eau et un oxyde métallique. 2 LiOH 4- CO2 + CaO H2O + Li2O Les Nitrates se décomposent afin de produire le nitrite et de l’oxygène 2NaNO3 2NaNO2 + O2(g) Chimie 11 (vieux livre) Exercices p123, #14.15.16 Chimie 11 STSE (nouveau) Exercices p. 6 Réaction de combustion (p.123 chimie 11) A + O2 AO ou CxHy + O2 CO2 + H2O hydrocarbure) CxHy + O2 CO + H2O (combustion complète d’un (combustion non-complète d’un hydrocarbure) C'est une réaction avec dioxygène (O2) produisant un oxyde métallique ou une reaction avec un hydrocarbure. 2 Mg + O2 2 MgO S8 + 8 O2 8 SO2 2 CH4 + 3 O2 4 H2O + 2 CO (combustion incomplète du gaz naturel) C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O Exercices p.124 #17.18.19.20 -Réaliser le travail à remettre (Révision de section 4-2 p125) 7 Déplacements simples Chapitre 4.3 Chimie 11, p126 A + BC AB + C ou A + BC AC + B L'élément seul déplace le cation ou l'anion du composé. Vérifier les charges afin de décider ce qui est déplacé. Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu 2 KBr + Cl2 2 KCl + Br2 MgCl2 + H2 Mg + 2 HCl CuO + H2 Cu + H2O Na + H2O NaOH + H2 H2 + CuO Cu + H2O Zn + H2SO4 H2 + ZnSO4 Vous devez considérez l’hydrogène comme un métal Considérez les acides, tel HCL, comme des composés ioniques de la forme H+, Cl Considérez l’eau comme un composé ionique H+, OH- 8 Les réactions de déplacement simple et la série d’activité des métaux et des halogènes Un tableau existe (p.130) pour voir la réactivité des métaux. Les métaux les plus réactifs se situent au sommet de la série d’activité, tandis que les métaux les mois réactifs se retrouvent au bas de cette liste. Un métal déplace ou remplace à l’intérieur d’un composé n’importe quel métal qui se trouve en dessous de lui dans la série de réactivité. La série d’activité des halogènes reflète de manière exacte la position des halogènes dans le tableau périodique. En ordre décroissant : F, Cl, Br, I 9 Exemple de déplacement simple avec la série de réactivité des métaux et des halogènes. (voir le tableau p.130) Mg(s) + HCl(aq) Cu(s) + HCl(aq) Cu(s) + AgNO3 Au(s) + AgNO3 Cu(s) + HNO3(aq) Cu(s) + Cu(NO3)2 Fe(s) + CuSO4 Ag(s) + CaCl2 Na(s) + CaCl2 Ba(s) + CaCl2 10 Cl2 + KBr Cl2 + KF Exercices à réaliser : Chapitre 4.3 Exercices : livre de chimie 11, p127 #21 (Métaux) Chapitre 4.3 Exercices : livre de chimie 11, p131 #22 (Métaux) Chapitre 4.3 Exercices : livre de chimie 11, p131 #23 (Halogènes) Chapitre 4.3 Exercices : livre de chimie 11, p131 #24 (Métaux + Halogènes) Voir le site web pour télédécharger le fichier du devoir déjà dactylographié 11 Déplacements doubles: AB + CD AD + BC Le cation du premier composé se met avec l'anion du deuxième composé. Et vice versa. On change de partenaire. copie la figure 4.16. p133 P.132 Les réaction de dd se produisent quand : À vous de vérifier s’il y a rx. Formation d’un solide ou précipité Libération de gaz Production d’un composé moléculaire (neutralisation) NaOH + HCl NaCl + H2O AgNO3 + NaCl FeS + 2 HCl 2 KI + Pb(NO3)2 Ba(OH)2 + Na2SO4 Ba(OH)2 + Na2SO4 12 A. Formation d’un précipité. Précipité : est un solide qui se sépare d’Une solution à la suite d’une réaction chimique. Tu dois te poser la question : lequel des produits – s’il y en a – formera un précipité à partir de la solution? Tu dois utiliser le tableau de solubilité. 13 Exemple de réaction de déplacement double (solubilité) MgCl2 + KOH MgOH2(s) + KCl (aq) NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl (s) BaCl2 + K2SO4 Complète l’exercice p.134 #25 14 B. DD avec Libération d’un gaz Dans certain cas, on sait qu’une rx de DD a eu lieu parce qu’il y a libération de gaz. Celui-ci (le gaz) se forme spontanément lorsqu’un des produits de la réaction DD se décompose en eau et en un gaz. Démarche pour solutionner: 1. Identifie tes ions dans les deux réactifs. 2. Trouve quels ions vont changer de place pour la Rx DD. 3. Dans tes produits vérifie si un de ses produits est un gaz. 4. Voir la liste des particularité ex: H2CO3(aq) qui se décomposent spontanément en gaz. 5. Balance la ou les 2 rx. Exemple de réaction de DD qui libèrent un gaz: (Ex : p.135 chimie 11) Sulfure de calcium aqueux + acide sulfurique = ? CaS(aq) + H2SO4(aq) 1. 3. CaSO4 + H2S (g) Ca+2 , S-2, H+ SO4-2 Le H2S est un gaz. Donc on ajoute (g) 15 Particularité pour DD Libération d’un gaz EX1: H2CO3(aq) Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) = 2NaCl(aq) + H2CO3(aq) ATTENTION *** L’acide carbonique *** se décompose (rx de décomposition) spontanément en eau et en CO2(g) H2CO3(aq) = H2O(l) + CO2(g) On écrit donc les deux rx en une: Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) = 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------EX2: H2SO3(aq) H2SO3 = H2O(l) + SO2(g) ATTENTION *** L’acide sulfureux *** se décompose (rx de décomposition) spontanément en eau et en SO2(g) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------EX3: p134 NH4Cl(aq) + NaOH(aq) = NH4OH(aq) + NaCl(aq) ATTENTION *** L’hydroxyde d’ammonium *** se décompose (rx de décomposition) spontanément en eau et en ammoniac NH3(g) NH4OH(aq) = H2O(l) + NH3(g) On écrit donc les deux rx en une: NH4Cl(aq) + NaOH(aq) = H2O(l) + NH3(g) + NaCl(aq) Complète l’exercice EXERCICES p.135#26ab (chimie 11, vieux) 16 C. Production d’un composé moléculaire (neutralisation) On considère les réactions de neutralisation comme une forme particulière de réaction de déplacement double qui produit de l’eau. Dans une neutralisation, un acide réagit avec une base pour former de l’eau et un composé ionique. Ex : Déplacements doubles (neutralisation) NaOH + HCl (Base) (Acide) NaCl + H2O (sel) Ex2: HNO3(aq) + NaOH(aq) = (acide nitrique) (hydroxyde de sodium) NaNO3(aq) + H2O(l) (sel) En général, le terme (sel) désigne du chlorure de sodium. Toutefois, pour les chimistes et vous c’est maintenant un terme générique. Celui-ci décrit un composé ionique renfermant un anion qui n’est pas OH- ni O2- et un cation autre que H+. ex : NaCl, KF Complète les EXERCICES suivantes dans ton cahier p.135 #27 et 28 ) p.140 #1 et 2 (chimie11, vieux livre) 17 Révision de la section 4.2 source: Chimie 11 STSE p.180 Lecture p.171 à p.179 Compléter les # 8 à 16 p180 sur cette feuille 18 Prépare-toi pour la prochaine évaluation sommative avec tous les différents types de réaction chimique. Donne 20 réactions chimiques (4 ex de chacun des 5 types) Rx de synthèse 1) 2) 3) 4) Règle: ------------------------------------------------------------------------------------------Rx de décomposition 5) 6) 7) 8) Règle: ------------------------------------------------------------------------------------------Rx de combustion 9) 10) 11) 19 12) Règle: ------------------------------------------------------------------------------------------Déplacement simple 13) 14) 15) 16) Règle: ------------------------------------------------------------------------------------------Déplacement double 17) 18) 19) 20) Règle: -------------------------------------------------------------------------------------------