Notion de réaction chimique
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• distinguer une transformation physique d'une transformation chimique ;
• reconnaître une réaction chimique grâce à l'apparition de corps nouveaux ;
• nommer les réactifs et les produits d'une réaction ;
• écrire le schéma (bilan en mots) d'une réaction chimique.
Prérequis : corps pur simple et composé ; changements d'état ; dissolution.
Situation de départ
Une vieille barque oubliée sur la plage de Mahdia se couvre de rouille ; dans la cuisine, la flamme bleue du gaz chauffe la casserole ; un comprimé de vitamine C pétille dans un verre d'eau.
Dans chacun de ces cas, la matière change. Mais change-t-elle de la même façon qu'un glaçon qui fond ?
I. Transformation physique et transformation chimique
Quand un glaçon fond, l'eau solide devient de l'eau liquide : c'est toujours le même corps pur, l'eau. De même, quand on dissout du sucre dans l'eau, on retrouve le sucre en faisant évaporer l'eau. Ce sont des transformations physiques : aucun corps nouveau n'apparaît.
Chauffons maintenant du sucre dans un tube à essais : il fond, brunit (caramel), puis noircit ; des gouttelettes d'eau se déposent sur la paroi froide du tube. Le résidu noir, du carbone, et l'eau formée sont des corps nouveaux : c'est une transformation chimique.
• Au cours d'une transformation physique (changement d'état, dissolution, broyage...), les corps purs restent les mêmes.
• Au cours d'une transformation chimique, des corps disparaissent et des corps nouveaux apparaissent, avec des propriétés différentes.
II. Des exemples de réactions chimiques
1. Le fer et le soufre
On mélange 5,6 g de limaille de fer (gris) et 3,2 g de fleur de soufre (jaune). Avec un aimant, on peut encore séparer le fer du soufre : c'est un simple mélange. On chauffe un point du mélange posé sur une brique : il devient incandescent, et l'incandescence se propage seule à tout le mélange. Il reste un solide noir, le sulfure de fer.
Le sulfure de fer est un corps nouveau
| Test | Fer | Soufre | Mélange fer + soufre | Sulfure de fer |
|---|---|---|---|---|
| aimant | attiré | non attiré | le fer est attiré | non attiré |
| acide chlorhydrique | gaz qui détone à la flamme (dihydrogène) | rien | dihydrogène | gaz à odeur d'œuf pourri (sulfure d'hydrogène) |
Le fer et le soufre ont disparu ; un corps nouveau, le sulfure de fer, est apparu : c'est une réaction chimique. On écrit son schéma :
Le sulfure d'hydrogène est un gaz toxique : l'action de l'acide sur le sulfure de fer se fait en petite quantité, sous la hotte. On ne respire jamais directement un gaz : on l'évente vers soi avec la main.
2. La combustion du butane
Dans la cuisinière, le gaz butane brûle dans l'air. Au-dessus de la flamme, un bécher froid et sec se couvre de buée : de l'eau se forme. Si l'on verse ensuite un peu d'eau de chaux dans le bécher, elle se trouble : du dioxyde de carbone s'est formé.
Le butane et le dioxygène de l'air disparaissent ; l'eau et le dioxyde de carbone apparaissent :
L'eau de chaux (solution d'hydroxyde de calcium) se trouble en présence de dioxyde de carbone : c'est le test de ce gaz. On l'utilisera souvent.
3. Un comprimé effervescent
Un comprimé effervescent (de vitamine C par exemple) contient un acide et de l'hydrogénocarbonate de sodium. Au contact de l'eau, ils réagissent : un gaz se dégage. Recueilli dans de l'eau de chaux, ce gaz la trouble : c'est du dioxyde de carbone.
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