Classe de seconde

Le nouveau programme
de la classe de seconde

NOTE DE LA RÉDACTION
Le texte qui suit a été rédigé par le groupe de chimie du Groupe Technique
Disciplinaire (GTD) de physique-chimie, chargé de la rédaction des program-
mes ; il est donc en relation étroite avec les nouveaux programmes de chimie du
lycée*. Afin d’en rendre la lecture la plus large possible, le GTD a souhaité que
ce texte soit publié dans le BUP. Le comité de rédaction du BUP, dans le souci de
fournir aux collègues l’information la plus complète possible, a souscrit à cette
demande.
*Rappelons que ces programmes sont publiés dans le BO Hors-série n° 6 du 12 août
1999. Ils sont accessibles à partir du serveur UdP :
http://www.cnam.fr/hebergement/udp
rubrique «dernière minute/programme» ou «discussions», puis thème : «projets de
réforme» ou directement sur le serveur du BO :
http://www.education.gouv.fr/bo/1999/hs6/default.htm
Nous renvoyons également les lecteurs à l’article d’André GILLES dans ce même
numéro, et à l’analyse que l’UdP a faite des projets de programme, analyse qui a été
publiée dans les pages «pastel» du BUP de juillet-août-septembre 1999, n° 816.

Le nouveau programme de la classe de seconde
Transformation chimique d’un système
Le modèle de la réaction chimique
par Dominique DAVOUS, Marie-Claude FEORE, Laure FORT, Thierry LÉVÊQUE,
Marie-Blanche MAUHOURAT, Jean-Pierre PERCHARD
Membres du GTD
et Ludovic JULLIEN
Membre du CNP
Le cours de chimie de la classe de seconde comporte traditionnellement un chapitre
consacré à la réaction chimique. C’est lors de ce cours que sont définis par exemple les
nombres stœchiométriques1et que sont effectués les premiers bilans de transformation.
De manière générale, ces notions sont mal assimilées par les élèves. Les causes des dif-
ficultés rencontrées sont multiples et ont déjà fait l’objet de nombreux travaux2.Ce
texte a pour but de montrer que la réaction chimique est en effet une notion délicate. Il
expose par ailleurs quelques réflexions menées autour du concept de réaction chimique
dans le cadre de la réforme des programmes de seconde du lycée, rédigées par des mem-
bres du GTD et du CNP.
1. QUELLE PERCEPTION DE LA RÉACTION CHIMIQUE POUR LES ÉLÈVES
DE SECONDE ?
Dans les programmes du second cycle actuellement en vigueur, aucune distinction
n’est faite entre la transformation chimique, menant un système chimique d’un état à un
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BULLETIN DE L'UNION DES PHYSICIENS 3
LE NOUVEAU PROGRAMME DE LA CLASSE DE SECONDE – LE NOUVEAU
1. L’expression «nombres stœchiométriques» est désormais recommandée. Voir : M. LAMAZOU,
C. BERGOUNHOU et M. BROST : «Vers une utilisation rationnelle de l’équation chimique»,
Bulletin de l’Union des Physiciens,1998,92, 1643. C’est elle qui a été choisie dans le cadre
de la réforme du programme de seconde. Les nombres stœchiométriques ne s’interprètent en
effet pas comme des rationnels ainsi que pourrait le laisser entendre le mot «coefficient»
dans l’expression «coefficients stœchiométriques».
2. En particulier ASTER 1994, n° 18 : «La réaction chimique».

autre, et la réaction chimique, responsable de cette transformation chimique, et qui est
un modèle à l’échelle macroscopique des événements se produisant à l’échelle micro-
scopique. Ce constat nous a amené à analyser quel pouvait être le message perçu par les
élèves ainsi que les confusions éventuellement induites.
1.1. La réaction chimique est interprétée à l’échelle microscopique
Pour l’élève, la réaction chimique se confond avec une écriture du type :
NH NH
22 3
32+→
A la suite du chapitre de seconde consacré à la structure de la matière, l’élève risque
plus ou moins consciemment d’interpréter cette écriture comme : «La rencontre d’une
molécule de diazote et de trois molécules de dihydrogène donne deux molécules d’ammo-
niac». On s’accordera à considérer cette interprétation comme évidemment malheu-
reuse. Est-elle pour autant inattendue ? L’interprétation de la réaction chimique à l’échelle
microscopique est en effet fortement suggérée par l’implication de formules chimiques
d’entités «microscopiques» telles que des atomes, des molécules... dans l’écriture de la
réaction.
1.2. Conséquences liées à l’analyse de la réaction chimique à l’échelle
microscopique
Une première conséquence est que la réaction chimique est assimilée à un acte élé-
mentaire menant à la réorganisation des atomes contenus dans les molécules de diazote,
de dihydrogène et d’ammoniac. Dans ce cadre, la rencontre simultanée de quatre molé-
cules sera sans doute bien moins traumatisante que l’implication de moitiés de molécu-
les comme dans la réaction :
HOHO
222
1
2
+→
Elle n’en sera pas moins tout aussi improbable.
Une autre conséquence de l’analyse de l’écriture à cette échelle est liée à l’utilisa-
tion de la flèche simple ; à l’échelle microscopique, les processus de réorganisation des
atomes lors de la réaction seraient orientés. La confrontation des écritures :
HOHO
222
1
2
+→
Le nouveau programme de la classe de seconde BUP n° 817
4 BULLETIN DE L'UNION DES PHYSICIENS
LE NOUVEAU PROGRAMME DE LA CLASSE DE SECONDE – LE NOUVEAU

lors du fonctionnement de la pile à combustible, et :
HO H O
222
1
2
→+
lors de l’électrolyse de l’eau laissera alors perplexe plus d’un élève qui risque de retrou-
ver ces réactions à quelques cours d’intervalle en classe de première. Il sera sans doute
aussi perturbé de devoir apprendre en classe de terminale qu’il existe une exception au
symbolisme de la flèche simple : la double flèche de la réaction d’estérification par
exemple. Au moins sera-t-il heureux de pouvoir alors éviter d’apprendre par cœur une
direction particulière...
Un dernier risque, entretenu par une pratique persistante et inutile, consiste à
déduire de l’écriture qu’une réaction chimique nécessite l’emploi de quantités stœchio-
métriques de réactifs.
1.3. Les bilans de matière
L’utilisation de l’équation chimique et des nombres stœchiométriques pour effec-
tuer un bilan de matière est souvent considéré comme un objectif prioritaire en classe de
seconde.
Prenons un exemple souvent rencontré :
23 23
Al S Al S+→
Pour faire un bilan de matière, les élèves sont amenés à écrire des relations telles que :
nnnnn n
Al S S Al Al S S
=× =× =×
2
33 21 3
23
, , ... (I)
Certains élèves arrivent à écrire ces relations sans avoir pour autant compris le phéno-
mène chimique étudié. D’autres élèves, ne comprenant pas les relations de proportion-
nalité, éprouvent des difficultés importantes pour écrire ces relations et jouent souvent à
pile ou à face pour mettre les coefficients 2/3 ou 3/2 par exemple. Que dire de la relation
suivante :
nnn
Al S Al S
23 1
23
== ?(II)
[en réalité, il faudrait écrire : ∆∆∆
nnn
Al S Al S
––231
23
== ]
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