Les transformations chimiques

1) Définitions

a) Le Système chimique
Un système chimique est un ensemble de substances chimiques pris à des conditions de température et de pression données.
On étudie l'évolution de ce système dans le temps.
On peut définir ce système de façon :
     - qualitative (aspect, état)
     - quantitative (masse, température, pression)

Descriptif : Substance Qualitatif Quantitatif O2 gaz 1L C solide 10g   Température : 20°C Pression atmosphérique

b) Evolution d'un système chimique
Lors d'une transformation chimique le système chimique évolue d'un état initial vers un état final.
Les espèces chimiques nécessaires à la réaction et dont la quantité diminue pendant la transformation chimique sont appelées réactifs.
Les espèces chimiques apparaissant lors de la réaction sont appelées produits.
L'état final est atteint lorsque l'un au moins des réactifs est totalement consommé : la transformation chimique s'arrête.

1) Modélisation d'une transformation chimique

a) Conservation de la masse Lors d'une transformation chimique la masse totale se conserve. Cela est dû au principe de conservation de la matière : Il y a autant d'atomes de chaque type à l'état final qu'il y en avait à l'état initial. Aucun atome ne disparaît, aucun atome ne se transforme en un autre atome. b) L'Equation de réaction L'équation de réaction modélise la transformation chimique sous la forme : Réactif1 + Réactif2 + ...Produit + Produit2 + ... Les molécules ne doivent pas être modifiée, et le nombre d'atomes de chaque élément ne doit pas varier. Signification : Les coefficients présents devant chaque espèce chimique sont appelés coefficients stœchiométriques. Ils représentent les proportions dans lesquelles les réactifs vont réagir et les proportions de produits formés.

Antoine Laurent de Lavoisier peut être considéré comme l'un dés fondateurs de la chimie moderne. Par sa célèbre phrase "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme" il énonce le principe de conservation de la matière lors d'une transformation chimique.

c) Exemple
Le gaz de ville (méthane CH₄) brûle dans le dioxygène de l'air en produisant du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau.

1. Réaliser le schéma-bilan de la réaction

Etat initial CH4 O2 T°=20°C Patmosphérique

Etat final CO2 H2O T°>>20°C Patmosphérique

2. Ecrire l'équation chimique

CH₄ + O₂CO₂ + H₂O

Etat initial C x1 O x2 H x4

Etat final C x1 O x3 H x2

3. Equilibrer cette réaction
   

Refaire l'équation avec l'éthane (C₂H₆)

c) Application avec l'exercice 18p187

On se sert d'un éthylotest pour évaluer l'état d'alcoolémie d'une personne. Lorsqu'elle souffle dans l'appareil, son haleine contient une certaine quantité d'éthanol (C2H6O). Le tube de l'appareil contient des cristaux jaunes de dichromate de potassium. Les ions dichromates (Cr2O72-) réagissent alors en milieu acide avec l'éthanol exhalé. Ils se transforment alors en ions chrome(III) Cr3+. Le test est alors positif. L'équation de réaction non équilibrée est la suivante : ...Cr2O72- + ...H+ + ...C2H6O ...Cr3+ + ...C2H4O2 + ...H2O 1) Rappeler la loi de conservation de la matière Lors d'une transformation chimique, le nombre d'atome de chaque espèce reste le même.

2) Equilibrer l'équation
Cr₂O₇^2- + 8 H⁺ + 3/2 C₂H₆O Cr³⁺ + 3/2 C₂H₄O₂ + 11/2 H₂O
Cette équation me semblait intéressante, mais c'est en la corrigeant que je me suis rendu compte qu'elle était difficile à équilibrer... (voici la démarche en détails).