Les transformations chimiques
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Chapitre 5 : Les transformations chimiques I. Modèle moléculaire Coller activité expérimentale 1 « Modèle de l’atome et de la molécule » 1) Les atomes L’atome est la plus petite particule de matière. Comme il y a différents types d’atomes (118), on les modélise par des petites boules de couleurs différentes et de tailles différentes et on leur donne un symbole. Modèle de l’atome Nom Symbole Carbone Hydrogène Oxygène C H O Azote N 2) Les molécules Dans la majorité des cas, les atomes ne restent pas seuls, ils s’assemblent pour former des molécules. Les molécules sont donc constituées par des assemblages d’atomes liés entre eux par des liaisons chimiques. On représente les molécules par une formule et un modèle moléculaire. Exemples : Les gaz dioxygène, dihydrogène, dioxyde de carbone et méthane et l’eau liquide sont constitués de molécules. Modèle de la molécule Nom de la molécule Eau Dioxygène Diazote Formule chimique de la molécule H2O O2 N2 Dioxyde de Méthane carbone CO2 CH4 Butane C4H10 Que représentent les chiffres en indice ? Ils indiquent le nombre d’atomes dans la molécule. Exemple : Dans H2O, il y a 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène. Que représentent les lettres ? Elles indiquent le nom des atomes dans la molécule. Quand il n’y a pas de chiffre en indice, que cela signifie-t-il ? Il est sous-entendu « 1 ». Exercice d’application : Donne la formule chimique des molécules suivantes Modèle moléculaire Formule chimique H2O2 C3H8 Ethanol Eau oxygénée Propane Formule chimique NO2 C2H5NO Nom Dioxyde d’azote Ethanamide Nom C2H6O C2H6 C2H4O2 Ethane Acide acétique H2 C2H7N C2H6O dihydrogène Ethylamine Ether méthylique Modèle moléculaire II. Transformation chimique Exemple : Combustion du carbone dans le dioxygène Prenons un cas particulier: - 9 molécules de dioxygène - 9 atomes de carbone Regardons ce qu’il se passe… Avant la combustion Le bocal contient : du dioxygène du carbone Démarrage de la combustion source de chaleur Combustion du carbone = réorganisation des atomes Combustion du carbone = réorganisation des atomes Après la combustion Après la combustion Le bocal contient des molécules de dioxyde de carbone Avant la transformation + Après la transformation Les 9 atomes de carbone ont pu s’associer aux 9 molécules de dioxygène : Il ne reste ni carbone ni dioxygène mais seulement du dioxyde de carbone (9). Ecriture de l’équation-bilan de la combustion du carbone Réaction : carbone + dioxygène dioxyde de carbone + Equation-bilan de la combustion : C + O2 CO2 Mettons cette fois-ci beaucoup de carbone dans un tout petit peu de dioxygène Regardons ce qu’il se passe… Avant la combustion Le bocal contient : du dioxygène du carbone Démarrage de la combustion source de chaleur Combustion du carbone = réorganisation des atomes Combustion du carbone = réorganisation des atomes Après la combustion Après la combustion Le bocal contient : des molécules de dioxyde de carbone des atomes de carbone qui n’ont pas réagi Avant la réaction Après la réaction Certains atomes de carbone n’ont pas réagi il reste du carbone. Le carbone est en excès. Mettons cette fois-ci peu de carbone dans beaucoup de dioxygène Regardons ce qu’il se passe… Avant la combustion Le bocal contient : du dioxygène du carbone Démarrage de la combustion source de chaleur Combustion du carbone = réorganisation des atomes Combustion du carbone = réorganisation des atomes Après la combustion molécules de dioxyde de carbone molécules de dioxygène qui n’ont pas réagi Après la combustion Avant la transformation Après la transformation Certaines molécules de dioxygène n’ont pas réagi il reste du dioxygène. Le dioxygène est en excès. Une transformation chimique s’arrête quand un des réactifs a totalement disparu. 1) Combustion du carbone dans le dioxygène Molécule de dioxygène Atome de carbone Molécule de dioxyde de carbone Etat initial Etat final 2) Combustion du méthane dans le dioxygène Molécule de dioxygène Molécule de dioxyde de carbone Molécule d’eau Molécule de méthane Etat initial Etat final CONCLUSION : Au cours d’une transformation chimique : Les molécules des réactifs disparaissent pour former de nouvelles molécules, les produits. Le nombre d’atomes de chaque sorte ne change pas, ils se réarrangent entre eux pour former de nouvelles molécules. Il y a CONSERVATION des atomes lors d’une transformation chimique. III. Ecriture de la transformation chimique 1) Combustion du carbone Dioxygène O2 Carbone C Dioxyde de Carbone CO2 Coller fiche méthode « Equilibrer une équation chimique » B) Combustion du méthane CH4 Coller activité « exercices d’application Equilibrer une équation chimique » Cas général Exemple de la combustion du méthane 1/ Ecrire le bilan de la transformation chimique avec des mots. méthane + dioxygène → dioxyde de carbone + eau 2/ Remplacer chaque formule chimique. molécule par sa 3/ Compter les atomes de chaque sorte : compter à gauche, puis à droite. Si l’on ne trouve pas les mêmes nombres à gauche et à droite, la réaction n’est pas équilibrée. CH4 + O2 → CO2 + H2O Réactifs Produits 1 atome C 4 atomes H 2 atomes O 1 atome C 2 atomes H 3 atomes O 4/ Commencer par équilibrer le C à gauche et à droite. Equilibrer l’atome C (présents dans CH4 et CO2) 5/ Continuer en équilibrant le H à gauche et à droite. Equilibrer l’atome H (présents dans CH4 et H2O) 6/ Finir en équilibrant commençant par la droite. le O et CH4 + O2 → CO2 + H2O CH4 + O2 → CO2 + 2 H2O en Si vous ne tombez pas sur un entier, vous multiplierez toute l’équation par 2 7/ Vérifier en comptant les atomes de chaque sorte. CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O Réactifs 1 atome C 4 atomes H 4 atomes O Produits 1 atome C 4 atomes H 4 atomes O L’équation de la réaction précise le sens de la transformation des atomes par des nombres placés devant les formules. IV. Conservation de la masse Coller activité expérimentale 2 « Sauvetage de Tintin » La masse ne change pas au cours d’une transformation chimique. Antoine LAVOISIER (18ème siècle), père de la chimie moderne, a écrit une phrase qui est devenue très célèbre : « Rien ne se perds, rien ne se crée, tout se transforme ». Il y a conservation des atomes de chaque sorte durant une réaction chimique : ce qui change c’est leur arrangement.
