Word PC - Société Française de Physique

CLASSE DE SECONDE :
PROPOSITION DE PROGRESSION EN CHIMIE
La matière dans l’Univers ou l’univers de la matière.
Le programme de Chimie, comme celui de Physique, comporte un Tronc commun et une Partie
complémentaire.
La partie Tronc commun comprend :
1. Matière chimique ou naturelle ? (8 heures de cours, 4 séances TP)
1.1 Mise en évidence de l’ubiquité des espèces chimiques ; la chimie est partout !
- la chimie du monde
- le monde de la chimie
1.2. Approches expérimentale et historique de l’extraction et de l’identification des espèces
chimiques
- extractions d’espèces chimiques
a) techniques d’extraction
b) les techniques d’extraction dans l’histoire
- techniques d’identification
a) chromatographie
b) caractéristiques physiques
1.3. Synthèse d’une espèce chimique
- mise en évidence de la nécessité de la chimie de synthèse
- caractérisation d’une espèce synthétique et comparaison avec une espèce extraite de la nature
2. Constitution de la matière (8 heures de cours, 4 séances TP)
2.1. Des modèles simples de description de l’atome
- un modèle de l’atome
- l’élément chimique
- un modèle du cortège électronique
2.2. De l’atome aux édifices chimiques
- les règles du duet et de l’octet
- enoncé des règles
- ions monoatomiques stables
- modèle de Lewis
- la géométrie de quelques molécules simples
2.3. La classification périodique des éléments
2.4. La diversité de l’organisation de la matière
3. Transformations de la matière (8 heures de cours, 4 séances TP)
3.1. Outils de description d’un système chimique
- de l’échelle microscopique à l’échelle macroscopique : la mole
- concentration molaire en solution
3.2. Transformation d’un système chimique
- réaction chimique modélisant la transformation d’un système chimique
- avancement de la transformation et bilan de matière
La Partie complémentaire est constituée de :
1. Thèmes physique et chimie (12 heures de cours, 6 séances TP), comme :
- principe et utilisation d’un spectrophotomètre
- grandeurs physiques proportionnelles ou non à la quantité de matière : courbe d’étalonnage et
applications aux dosages
- chimie, physique et art….
2. Thèmes chimie (6 heures de cours, 3 séances TP)
- le sucre : extraction, dosage par réfractométrie, aspects historique et industriel, dosage par liqueur de
Fehling….
- des “ produits ” de la vie courante : analyse et dosage de boissons, désinfectants, médicament,
produit antimousse
- chimie et engrais….
- synthèse de “ produits ” d’usage courant dans les domaines de la santé, de l’alimentation….
TRONC COMMUN
1. Matière chimique ou naturelle ?
(8 heures de cours, 4 séances TP)
Objectifs :
Grâce à des séances pratiques attrayantes, cette première partie a pour but de donner le goût de la
chimie et de faire prendre conscience de son importance croissante pour la société au cours de
l’histoire. L’ancrage sur des espèces chimiques naturelles a pour objectif de démystifier la chimie et de
susciter une réflexion sur l’opposition médiatique entre chimie et nature. De nombreuses espèces
chimiques présentes dans la nature sont importantes pour l’homme qui, au cours de son histoire, a
cherché à les extraire. Les impératifs économiques ont amené l’homme à copier la nature ou à trouver
des espèces de substitution. C’est la raison d’être des approches expérimentale et historique de
l’extraction et de la nécessité de la synthèse.
Au cours de cette partie, il s’agit de réinvestir les acquis du collège sans redondance. Les
espèces et les transformations chimiques rencontrées dans cette partie seront reprises comme exemples
pour illustrer les parties suivantes. Les savoir faire expérimentaux et les comportements mis en place
dans cette partie constituent le fondement d’un bon déroulement des activités ultérieures de la classe
de seconde et sont transférables dans d’autres disciplines, mais aussi dans la vie quotidienne.
1.1 Mise en évidence de l’ubiquité des espèces chimiques ; la chimie est partout !
Exemples d’activités
Contenus
- la chimie du monde
“ les 5 sens du chimiste en
éveil ” :
- observation d’un “ produit ” de
la nature (un fruit…) ou d’un
“ produit ”
manufacturé
(papier..).
- mise en évidence de la richesse
chimique d’un objet de notre
quotidien (activité guidée par un
questionnement) et inventaire
sommaire des espèces chimiques
qu’il contient.
Connaissances et savoir faire exigibles
réinvestir et faire la synthèse de
connaissances
acquises
dans
des
contextes variés : environnement
quotidien, informations par les média,
connaissances antérieures de sciences
physiques (collège), de SVT …
- le monde de la chimie
- à partir d’activités de notre
quotidien,
de
notre
environnement ou de domaines
d’importance
économique
incontournable,
mise
en
évidence et classement des
espèces chimiques.
- traduire en termes chimiques
l’approche sensitive d’un objet
- savoir que certaines espèces chimiques
proviennent de la nature et d’autres de la
chimie de synthèse.
- savoir classer des espèces chimiques en
espèces organiques et en espèces
inorganiques.
- savoir mener une recherche
documentaire en vue de situer des
ordres de grandeur de quelques
productions de l’industrie chimique.
1.2 Approches expérimentale et historique de l’extraction et de l’identification des espèces
chimiques.
Exemples d’activités
A partir d’une espèce naturelle
:
- réaliser une décoction,
- présenter ou réalise une
hydrodistillation,
- réaliser une décantation,
- présenter ou réaliser une
filtration sous vide.
Elaboration d’un protocole
d’extraction
à
partir
d’informations
sur
les
propriétés
physiques
et
chimiques recherchées.
Contenus
Savoir-faire exigibles
Extractions
d’espèces
chimiques.
a) Techniques d’extraction.
Savoir s’informer sur les risques et
Comparaison expérimentale les consignes de sécurité à respecter
du pouvoir de dissolution de lors de la manipulation de solvants
deux solvants vis-à-vis d’une organiques.
espèce chimique donnée.
Savoir utiliser un appareil de
chauffage dans des conditions de
sécurité.
Savoir utiliser une ampoukle à
décanter.
Savoir utiliser un dispositif de
filtration.
A partir d’un tableau de données
(température de changement d’état,
solubilités, masses volumiques) :
- reconnaitre l’état physique d’une
espèce chimique à une température
donnée,
- faire l’inventaire des espèces
chimiques présentes dans un
système,
- identifier les espèces chimiques
dans un système constitué de deux
b) Techniques d’extraction liquides non miscibles.
Documentation
(textes, dans l’histoire.
iconographie,
transparents,
Connaître quelques exemples de
vidéo...)
techniques utilisées dans l’histoire
Techniques d’identification. pour
l’extraction
d’espèces
Caractérisation ou identifiation chimiques.
par comparaison d’une espèce
chimique
organique
ou
minérale extraite.
Savoir réaliser une chromatographie
sur couche mince.
a) chromatographie.
principe : phase fixe, phase Savoir interpréter les informations
mobile,
révélation, de l’étiquette d’un flacon (risques,
interprétation, application en sécurité, paramètres physiques)
analyse.
comme une carte d’identitié de son
b) caractéristiques physiques contenu.
Tf, Teb, densité, indice de
réfraction (vu en physique), Réinvestir les acquis du collège sur
couleur, solubitiés dans l’eau les caractéristiques physiques :
(milieu acide ou basique) et savoir proposer des méthodes pour
dans
différents
solvants déterminer une masse volumique,
organiques.
une température d’ébullition ou de
fusion.
1.3. Synthèse d’une espèce chimique
Exemples d’activités
Synthèse (ou hémisynthèse)
d’une ou plusieurs espèces
chimiques, mettant en jeu des
techniques simples (chauffage à
reflux, filtration, séparation...)
si possible choisir de synthétiser
une des espèces extraites en 1.1.
Réinvestir
les
acquis
expérimentaux de la partie 1.2.
pour vérifier qu’une espèce
chimique de synthèse est
identique à la même espèce
chimique extraite de la nature.
Contenus
Connaissances et savoir-faire
exigibles
Mise en évidence de la
nécessité de la chimie de
Suivre
un
protocole
en
synthèse.
Décrire quelques exemples de respectant
les
consignes
synthèse dans la chimie lourde et (sécurité, environnement).
dans la chimie fine (à haute
valeur ajoutée) au choix parmi :
élaboration d’un métal, synthèse
d’une fibre, d’un polymère,
d’un engrais, d’un médicament,
d’un arôme, d’un colorant...
Justifier la nécessité des
synthèses choisies à partir des Comprendre l’intérêt de la
matières premières de la nature synthèse chimique pour la
et
des
besoins
des société.
consommateurs.
Elaborer
une
méthode
expérimentale
pour
résoudre
le
Caractérisation d’une espèce
chimique
synthétique
et problème posé.
comparaison avec une espèce Savoir interpréter, discuter et
présenter les résultats d’une
extraite de la nature.
analyse comparative.
.
Commentaires :
On illustre, autant que faire se peut, les synthèses choisies par des expériences de cours.
On adopte une écriture simplifiée des réactions chimiques pour les transformations décrites, en se
limitant aux appellations ou aux formules brutes des espèces chimiques, indiquées sur les flacons. On
ne fait pas appel à une écriture plus détaillée qui sera abordée plus tard dans le programme (3.2
Transformation d’un système chimique).
2. Constitution de la matière
(8 heures de cours, 4 séances TP)
Objectifs :
Cette partie donne une description microscopique de la matière, à l’aide de modèles simples
pour la constitution des atomes, des ions et des molécules.
La classification actuelle des éléments les classe par numéro atomique croissant. Elle les place
en lignes et en colonnes à partir des structures électroniques des atomes. Les éléments d’une même
colonne possèdent des propriétés analogues et constituent des familles d’éléments. Mendeleïev avait
proposé une classification des éléments en utilisant les propriétés connues à son époque. Celle-ci a
joué un grand rôle dans l’organisation et l’évolution des connaissances et diffère peu de la
classification actuelle.
2.1. Des modèles de description de l’atome.
Exemples d’activités
Contenus
Un modèle de l’atome
Noyau (protons et neutrons) et
électrons.
Nombre de charge et numéro
atomique Z.
Nombre de nucléons ou nombre
Calcul de la masse d’un atome et de masse A.
de son noyau.
Symbole AZX
Comparaison
des
masses Charge électrique élémentaire,
volumi-ques des noyaux et des charges
et
masses
des
atomes.
constituants de l’atome.
Ordre de grandeur de la
dimension d’un noyau et d’un
atome.
Description et interprétation
qualita-tive de l’expérience de
Rutherford : structure lacunaire
d’un atome et de la matière en
général.
Approche expérimentale de la
conservation (par exemple du
cuivre, du carbone, du soufre…
sous forme atomique ou ionique)
au cours d’un cycle de
transformations chimiques.
L’élément chimique
Définitions des isotopes et des
ions monoatomiques.
Caractérisation de l’élément par
son numéro atomique et son
symbole.
Conservation de l’élément aux
cours
des
transformations
chimiques.
Documentation sur les éléments
chimiques : abondance relative
sur la terre, dans l’univers, sur le
soleil, dans un homme, un
végétal.
Un
modèle
du
cortège
électronique.
Remplissage
des
couches Répartition des électrons en
électro-niques pour les éléments différentes couches K, L, M.
de Z compris entre 1 et 18.
Connaissances et savoir-faire
exigibles
Connaître la constitution d’un
atome.
Connaître et utiliser le symbole
A
ZX.
Savoir calculer la masse d’un
atome, considérée comme la
somme des masses de ses
constituants.
Savoir
que
l’atome
est
électriquement neutre.
Connaître le symbole de
quelques éléments.
Savoir que le numéro atomique
caractérise l’élément.
Savoir interpréter l’expérience
sur le cuivre en terme de
conservation de l’élément cuivre
et la généralisation de cette
notion.
Connaître
l’existence
des
différentes
couches
électroniques K, L, M et le
nombre maximal d’électrons sur
les couches.
Distinguer les électrons de cœur
associés aux couches internes
des électrons
de valence
associés aux couches externes.
Commentaires
La notion de nucléide n’est pas abordée. AZX représente un atome de numéro atomique Z et de nombre
de charge A.
Le modèle des cases quantiques ou un modèle analogue n’est pas utilisé ; les schémas de Lewis des
atomes avec les électrons de valence associés en doublet ne sont pas employés.
On signale aux élèves l’existence de niveaux d’énergie et le fait que les électrons ne sont pas
tous également liés au noyau.
Dans l’approche expérimentale de la conservation, l’objectif est de sensibiliser l’élève au fait
que lors d’une transformation chimique, il y a conservation. Toutefois, la notion d’élément ne sera pas
introduite au cours de ce TP, mais seulement au moment du cours. On recommande donc que ce TD
vienne avant le cours.
Dans la transformation d’un système chimique, il y a conservation de l’élément ; attention
toutefois, il existe des transformations au cours desquelles l’élément n’est pas conservé (réactions
nucléaires) ; elles pourront être évoquées (exemple du carbone 14 utilisé pour les datations et
rencontré en physique pour les mesures des durées) mais ne seront pas présentées exhaustivement aux
élèves.
Les schémas de Lewis des molécules présentent les doublets liants et non liants sous forme de tirets.
Les électrons, non engagés dans les liaisons, sont associés pour former les doublets non liants.
2.2. De l’atome aux édifices chimiques
Exemples d’activités
Contenue
Les règles du duet et de l’octet
a) Stabilité des atomes de gaz
rares (inertie chimique), énoncé
des règles du duet et de l’octet.
b) Ions monoatomiques stables.
Connaissances et savoir-faire
exigibles
Connaître les règles du duet et
de l’octet et savoir les appliquer
pour prévoir les charges des ions
monoatomiques existants dans la
nature.
Ecriture des formules
développées, semi-développées
et brutes.
c) Modèle de Lewis de la liaison
covalente.
Ecriture de Lewis de quelques
Représentation de Lewis de
molécules simples H2, O2, N2,
quelques molécules.
Cl2, HCl , CH4, NH3, H2O, C2H6,
Utiliser les modèles moléculaires
C2H4, CO2.
ou des logiciels de visualisation
moléculaire, pour illustrer la
A partir de formules brutes,
structure atomique des petites
savoir représenter des formules
molécules. Représentation de
développées et
Cram des molécules modélisées.
semi-développées compatibles
avec les règles du duet et de
Illustration de la notion
l’octet de quelques molécules
d’isomérie sur des exemples
simples telles que C4H10 ,
simples.
C2H6O, C2H7N.
La géométrie de quelques
molécules simples.
Savoir trouver la géométrie de
quelques molécules simples :
CH4, NH3, H2O, CO2 à l’aide de
la répulsion des doublets de
valence de l’atome central
Commentaires :
Mis à part les gaz rares, les atomes restent rarement isolés dans la nature. Les atomes peuvent aussi
s'associer pour donner des assemblages : les molécules. Ils peuvent gagner ou perdre des électrons
pour donner des ions (en l’absence de critères énergétiques, on en restera à l’introduction de
“ règles ” du duet et de l’octet).
Les schémas de Lewis des molécules présentent les doublets liants et non liants sous forme de tirets.
Les électrons, non engagés dans les liaisons, sont associés pour former les doublets non liants. On
exclue les entités n’obéissant pas à la règle de l’octet comme certains oxydes d’azote par exemple.
La géométrie des molécules simples contenant des atomes de C, H, O, N est expliquée simplement à
l’aide de la répulsion des doublets de valence de l’atome central.
2.3. La classification périodique des éléments
Exemples d’activités
Contenus
Connaissances et savoir faire
exigibles
Etude documentaire de la Classification périodique des En utilisant la classification
classifi-cation
périodique : éléments.
périodique, savoir retrouver la
histoire de la découverte de
charge des ions monoatomiques
quelques éléments, étude de la
stables et la valence des
démarche de Mendeleïev à partir
éléments des familles de C, N,
de la réactivité chimique.
O, F.
Interprétation
du
tableau
périodique à l’aide du numéro
atomique Z.
Familles chimiques
Savoir
localiser, dans la
classification périodique, les
familles des métaux alcalins,
alcalino-terreux, halogènes et
gaz rares.
Commentaires :
On donne quelques repères historiques dans la découverte des éléments : métaux de la préhistoire,
éléments connus à l’époque de Lavoisier et de Mendeleïev, situation actuelle.
Si possible, illustration de l’évolution de certaines propriétés des atomes d’une ligne ou d’une colonne
à l’aide d’un logiciel, en limitant aux rayons atomiques, à l’année de leur découverte, aux isotopes et
à leur abondance.
2.4. La diversité d’organisation de la matière.
Exemples d’activités
Contenus
Illustration de la notion d’état
physique.
Influence des facteurs P et T sur
la nature de l’état physique :
illustration par une distillation
sous pression atmosphérique et
sous pression réduite ou à l’aide
de logiciels de simulation ou des
dispositifs modélisant l’agitation
thermique.
Organisations différentes des
entités
chimiques
(atomes,
molécules, ions) à l’état solide,
liquide et gaz.
Présentation des modifications
microscopiques
liées
aux
change-ments d’état.
Observation de deux solides
cons-titués des mêmes entités
chi-miques
différemment
arrangées. (carbone graphite,
carbone diamant).
Distance moyenne entre les
entités selon l’état physique.
Influence de T et P sur l’état
physique.
Connaissances et savoir faire
exigibles
Savoir que les distances entre
entités
chimiques
sont
différentes dans les états gazeux
et condensés (solide, liquide).
Connaître l’influence de T et de
P sur la nature des états
physiques.
Savoir que les états solide et
liquide diffèrent par la régularité
de l’arrangement des entités
chimiques.
Savoir que certaines propriétés
physiques
sont
liées
à
l’arrangement des entités.
Commentaires :
On se limite à une approche descriptive de la matière. On illustre les différences fondamentales
existant entre un gaz et un état condensé (liquide ou solide) par la donnée d’ordre de grandeur des
distances entre entités que l’on compare à leur diamètre (si la distance égale le diamètre, les entités se
touchent).
On montre que l’état liquide et l’état solide se distinguent plus par la régularité avec laquelle les
entités s’organisent que par la distance entre ces entités.
On remarque que les propriétés de la matière ne résultent pas uniquement de la nature des entités
chimiques mais aussi de leur mode d’organisation.
3. Transformations de la matière
(6 heures de cours, 4 séances TP)
Objectifs :
Le cours sur la transformation d’un système chimique commence par la mise en place d’outils de
description du système chimique, constitué des espèces chimiques en présence. De façon générale les
paramètres nécessaires à la description sont : la pression P, la température T, la nature des espèces
chimiques présentes, leur état physique (s, l, g) et leurs quantités respectives. Pour cela, on introduit
le passage de l’échelle microscopique à l’échelle macroscopique en définissant l’unité de quantité de
matière (la mole) et la concentration molaire en solution.
La transformation d’un système chimique est modélisée par une réaction chimique. Introduit après
l’écriture de la réaction chimique, l’avancement permet d’exprimer les quantités de matière des
espèces chimiques présentes dans le système au cours de la transformation chimique et en particulier
dans l’état final. En classe de seconde, on considère que la transformation s’achève quand l’un des
réactifs a disparu. Ce dernier est appelé réactif limitant. Il s’agit donc de l’avancement maximal.
3.1. Outils de description d’un système chimique.
Exemples d’activités
Contenus
Connaissances et savoir faire
exigibles
De l’échelle microscopique à
l’échelle macroscopique : la
mole
Unité de la quantité de matière :
la mole.
Nombre d'Avogadro.
Masse molaire atomique : M
(g.mol-1).
Masse molaire moléculaire.
Masse molaire d'un élément Savoir calculer une masse
chimique.
molaire moléculaire à partir des
masses molaires atomiques.
Evaluation
du
nombre
d’Avogadro à partir de la
définition de la mole.
Calcul de la masse molaire d’un
élément en tenant compte des %
des différents isotopes naturels.
Détermination de la quantité de
matière à partir de la masse ou
du volume d’un gaz, d’un Volume molaire Vm (L.mol-1) à Savoir déterminer une quantité
liquide ou d’un solide.
T et P.
de matière connaissant la masse
ou le volume de gaz, liquide ou
solide prélevé.
Prélèvement d’une quantité de
matière imposée pour une espèce
chimique donnée.
Opérations expérimentales de
dilution sur des solutions
courantes : solution de sucre, de
colorants, de diiode.. ou
solutions ioniques.
Suivi ou élaboration d’un
protocole de dilution.
Réalisation d’échelles de teintes.
Saturation d’une solution.
Détermination de la quantité de
matière présente dans un volume
donné
de
solution
de
concentration connue (sucre,
alcool, diiode…).
.
Savoir prélever une quantité de
matière d’une espèce chimique
donnée en utilisant une balance,
une éprouvette graduée, une
burette graduée ou une fiole
jaugée.
Concentration
solution.
molaire
en
Savoir qu'une solution peut
contenir des ions (chlorure de
Notions de solvant, soluté, sodium, nitrate d’argent, sulfate
solution et solution aqueuse.
de cuivre, permanganate de
potassium…) ou des molécules
Soluté moléculaire ou ionique.
( sucre, colorant…).
Connaître les formules de
certains ions déjà rencontrés au
collège ou dans la vie courante
(Cu2+, Na+, H+, Zn2+ , Al3+, Fe2+ ,
Fe3+ , Cl-, OH-, SO42- , NO3-,
MnO4-...).
Concentration molaire d’une
espèce dissoute en solution non Connaître l’expression de la
saturée.
concen-tration
molaire d’une
espèce dissoute : [A] = nA/V
(mol.L-1).
Etre capable de déterminer la
quantité de matière présente
dans un volume de solution de
concentration connue.
Savoir utiliser le matériel de
base qui permet de préparer une
solution de concentration donnée
(pipette, poire à pipeter, burette,
fiole jaugée)
Commentaires :
On montre que le nombre d'Avogadro permet de faire un changement d'échelle : passage du niveau
microscopique (atome, molécule ou ion : m ~10-26 kg) à un niveau macroscopique (la mole d'atomes,
de molécules ou d'ions : M ~ quelques g ou dizaines de g).
On donne les formules n = m/M et n = V/Vm, le volume molaire est donné en fonction des conditions
de température T et de pression P. Ces données sont présentées en physique dans le modèle du gaz
parfait.
Dans ce chapitre, on se limite aux déterminations de concentration molaire d’espèces moléculaires
dissoutes. Pour les espèces ioniques, il faut attendre le chapitre 3.2 pour pouvoir écrire la réaction
chimique correspondant à la dissolution du sel.
3.2. Transformation d’un système chimique.
Exemples d’activités
A l’aide des expériences de
cours :
- identification des espèces
chimi-ques présentes dans l’état
initial (avant transformation du
système),
- identification des espèces
chimi-ques formées,
- écriture de la réaction régissant
l’évolution
macroscopique
(limita-tion
aux
espèces
affectées par la transformation)
et ajustement des nombres
stoechiométriques.
Réaction de dissolution des
soli-des ioniques ; application à
la
détermination
des
concentrations molaires des ions
en solution et vérification de
l’électroneutralité de la solution.
Contenus
Réaction chimique modélisant
la
transformation
d’un
système chimique
Exemples de transformations
chimiques.
Etat initial et état final d’un
système.
Réaction chimique.
Réactif et produit.
Ajustement
des
nombres
stoechiométriques.
Connaissances et savoir faire
exigibles
Savoir décrire un système
chimique à l’aide de paramètres
pertinents
Savoir écrire la réaction
chimique avec les nombres
stoechiométriques
corrects,
modélisant la transformation
d’un système et dans le cadre
des lois de conservation.
Savoir écrire une réaction de
dissolution d’un solide ionique
et en déduire les concentrations
molaires des ions dissous en
solution.
Avancement maximal de la
transformation et bilan de
Expression littérale des quantités matière
Savoir
donner
l’expression
de matière en fonction de
littérale des quantités de matière
l’avan-cement.
des espèces chimiques affectées
Détermination de l’avancement
par la transformation en fonction
maximal et bilan de matière à
de leur quantité initiale, de
l’état final.
l’avancement et de leur nombre
stoechiométrique dans l’écriture
de la réaction chimique.
Vérification expérimentale de
la validité d’un modèle proposé
Savoir calculer l’avancement
de réaction chimique pour une
maximal associé à la disparition
trans-formation d’un système
du réactif limitant et en déduire
chimique.
les quantités de matière d’un
système après transformation.
Mise
en
évidence
expérimentale des proportions
initiales des quantités de matière
de réactifs sur l’avancement
maximal.
Commentaires :
Savoir que lorsque le mélange
est stoechiométrique, tous les
réactifs ont disparu dans l’état
final.
La transformation d’un système chimique est modélisée par une réaction chimique ; par exemple,
dans le cas de la synthèse, à l’état gazeux, de l’ammoniac, la formation de 2 moles d’ammoniac
s’accompagne de la consommation de 3 moles de dihydrogène et d’une mole de diazote. Cette
réaction chimique s’écrit de façon symbolique :
N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g).
On se limite en seconde au niveau macroscopique et on choisit d’écrire la réaction chimique avec
pour symbolisme la simple flèche : , ceci pour être en cohérence avec le programme de troisième
(tout en sachant que l’IUPAC utilise le symbolisme = pour caractériser la relation stoechiométrique),.
Il est clair que cette écriture ne rend pas compte de l’événement ayant lieu à l’échelle microscopique
qui est la cause de l’évolution à l’échelle macroscopique.
Pour définir la transformation d’un système chimique, prendre des exemples simples parmi ceux déjà
rencontrés au collège et ceux proposés lors des synthèses développées dans la première partie : lame
de cuivre trempée dans une solution de nitrate d’argent, poudre de fer agitée dans solution de sulfate
de cuivre, combustion du carbone dans le dioxygène, test des ions chlorures, dissolution des solides
ioniques : chlorure de sodium, sulfate de cuivre,…(concentration molaire des ions et électroneutralité
des solutions).
Identifier les constituants (réactifs, produits, solvant ) et donner l’écriture de la réaction chimique
régissant l’évolution macroscopique du système proposé à l’aide d’expériences de cours facilement
exploitables (on se limite aux seules espèces affectées par la transformation). Bien faire la distinction
entre la transformation subie par le système chimique et la réaction chimique qui modélise cette
transformation.
Rappeler que la conservation des éléments et des charges au cours de la transformation d’un système
chimique se traduit par l’ajustement des nombres stoechiométriques de la réaction chimique (justifier
que l’on ne dise plus conservation des atomes ; notion vue depuis la quatrième…).
L’utilisation d’un tableur peut permettre la détermination de l’évolution des quantités de matière au
cours de la transformation (n i = ni0 + nix) et éventuellement le tracé de ces évolutions en fonction de
l’avancement pour visualiser l’arrêt de la transformation lors de l’épuisement d’un réactif (ni = 0).
S’efforcer d’appliquer ces différentes notions à des transformations connues des élèves (appelées
jusqu’alors “réactions”).
PARTIE COMPLEMENTAIRE
La partie complémentaire n’est actuellement présentée que dans le plan général introductif. A ce
document sera ajouté un glossaire en cours de constitution.