Reconnaissance et inventaire des espèces à l`état final

Partie III
Transformation de la matière
Objectifs
- Etablir un bilan de matière lors de la transformation
chimique d’un système.
Outils et méthodes
- Outils de description macroscopique d’un système :
définition de la mole, notions de masse et volume
molaires, expression et utilisation de la concentration
molaire d’une espèce dissoute.
- Prélèvement ou détermination expérimentale d’une
quantité de matière.
- Opérations expérimentales de dissolution et de dilution.
- Lors d’une transformation chimique:
- description de l’état initial du système et de son
évolution vers un état final,
- analyse des espèces chimiques formées,
- réaction chimique associée à la transformation, rendant
compte macroscopiquement de la façon dont évolue le
système.
- écriture symbolique de la réaction : équation et
nombres stoechiométriques correctement ajustés,
- tableau descriptif de l’évolution des quantités de
matière présentes dans le système au cours de la
transformation,
- notion d’avancement,
- réactif limitant, avancement final,
- bilan de matière, description de l’état final du système.
- Vérification expérimentale d’un modèle proposé de
réaction chimique pour décrire l’évolution d’un système.

PARTIE III
BO
Durée
Progression
Réf. documents
III.1.1
0,5h
De l’échelle microscopique à l’échelle macroscopique :
la mole
Cours
Activité 1
1,5h
Comment peut-on mesurer une quantité de matière ?
TP 1
III.1.2
0,5h
Autour de la quantité de matière
Activité 2
1h
Concentration molaire des espèces moléculaires en
solution
Dilution d’une solution
Cours
Activité 3
1,5h
Opérations expérimentales de dissolution d’espèces
moléculaires et de dilution de solutions courantes
TP 2
1h
Evaluation de la partie : « Outils de description d’un
système »
Contrôle écrit
III.2.1
1,5h
Modélisation de la transformation
Exemples de transformations
Description d’un système dans son état initial
Mise en évidence de l’évolution d’un système
Description d’un système dans son état final
Cours,
Expériences de
cours
Activité 4
III.2.2
1,5h
Initiation à l’avancement
(approche expérimentale qualitative)
TP 3
1,5h
Exploitation du TP
Expression des quantités de matière des réactifs et des
produits au cours de la transformation
Réactif limitant et avancement maximal
Bilan matière
Cours
Activité 5
1,5h
Vérification de la validité d’un modèle proposé de
réaction chimique (approche expérimentale
quantitative)
TP 4
1h
Exploitation du TP 4
Applications à d’autres transformations chimiques
Activité 6
1h
Evaluation de la partie III
Contrôle écrit

Transformation chimique d’un système
Une nouvelle méthode d’analyse de l’évolution d’un système
Tout d’abord, nous allons définir le système chimique, décrire son état
initial et son état final à l’issue de la transformation chimique.
1 - Le système chimique dans son état initial
Le système chimique est un ensemble d’espèces chimiques mises en présence et
dont certaines sont susceptibles de réagir entre elles. La description du système
comporte la nature et la quantité de matière de chaque espèce qui le compose,
ainsi que des paramètres physiques ( P, T ).
Ce système pris dans un état initial E.I est susceptible d’évoluer vers un état
final E.F selon les conditions expérimentales imposées.
2 - La transformation chimique
Le passage du système de l’état initial à l’état final est
appelé transformation chimique
E.I E.F
Cette transformation chimique peut être mise en évidence par la modification
d’un paramètre physique comme, par exemple, la couleur, la pression, le pH…
Exemple de transformation chimique :
E.I E.F
Espèces chimiques
P , T , ni
Espèces chimiques
( nouvelles et restantes )
P , T , ni’
P , T , n’i
C
Transformation chimique
7 moles de O2(g)
5 moles de H2(g)
28 moles de N2(g)
P , T
?
P , T
C
Transformation chimique

Grâce aux observations, on peut mettre en évidence la formation d’eau liquide
(test au sulfate de cuivre anhydre) qui atteste de la transformation chimique du
système.
C’est à ce niveau que l’on peut formuler des hypothèses sur les espèces nouvelles
formées que l’on validera par des tests analytiques.
Comment H2O s’est elle formée ?
La formation de H2O a nécessité de transformer des espèces chimiques présentes
dans l’état initial et contenant les éléments H et O. Dans notre exemple, il s’agit
de H2 et O2.
Les espèces affectées par la transformation, ici H2 et O2, sont appelées les
réactifs. La (ou les) nouvelle(s) espèce(s) formée(s), ici H2O, est (sont) appelée(s)
produit(s).
L’espèce N2 est non affectée au cours de la transformation
3 - La réaction chimique
La réaction chimique rend compte macroscopiquement de l’évolution du
système au cours de la transformation. C’est à dire qu’elle rend compte
macroscopiquement de la stoechiométrie selon laquelle se consomment ou se
forment les constituants du système. Elle indique donc « comment le système se
transforme », selon quel « processus ».
Son écriture symbolique est appelée équation chimique.
Réactifs Produits
H2 et O2 H2O
Cette équation respecte les lois de conservation (éléments et charges) et nécessite
l’ajustement des nombres précédant les symboles chimiques appelés nombres
(coefficients) stoechiométriques.
2 H2(g) + O2 (g) 2 H2O(l)

Récapitulation
Schématisation
La transformation chimique d’un système
E.I E.F
Ecriture symbolique de la réaction ou équation
2 H2(g) + O2 (g) 2 H2O(l)
7 moles de O2(g)
5 mole de H2(g)
28 moles de N2(g)
P , T
n moles de H2O(l)
28 moles de N2(g)
autres espèces ?
P , T
C
Transformation chimique