L’essentiel
Une transformation chimique est un changement au cours duquel des espèces chimiques disparaissent, les réactifs, et d’autres apparaissent, les produits. Les atomes se réarrangent mais se conservent, ainsi que la masse totale. La combustion du bois et la formation de rouille en sont des exemples.
Réactifs et produits
Lors d’une transformation chimique, des liaisons entre atomes se rompent et d’autres se forment. Les molécules de départ, les réactifs, sont remplacées par de nouvelles molécules, les produits.
On la repère à des signes concrets : changement de couleur, dégagement de gaz, apparition d’un solide, variation de température. On peut aussi identifier un produit par un test, comme l’eau de chaux qui se trouble en présence de dioxyde de carbone.
- Combustion du carbone : le carbone et le dioxygène sont les réactifs, le dioxyde de carbone est le produit.
Transformation physique ou chimique ?
La question à se poser : les espèces chimiques changent-elles ? Si les molécules restent les mêmes, la transformation est physique.
| Transformation physique | Transformation chimique | |
|---|---|---|
| Espèces chimiques | Les mêmes | Nouvelles espèces |
| Molécules | Intactes | Atomes réarrangés |
| Exemples | Fonte de la glace, dissolution du sucre, évaporation | Combustion, rouille, vinaigre sur du calcaire |
| Écriture | H₂O (s) → H₂O (l) | C + O₂ → CO₂ |
Astuce : Un changement d’état est toujours une transformation physique : l’eau reste de l’eau, qu’elle soit solide, liquide ou gazeuse.
Ce qui se conserve
Si une masse semble disparaître, c’est souvent qu’un gaz s’est échappé d’un récipient ouvert.
Au cours d’une transformation chimique, les atomes se conservent, donc la masse totale se conserve : la masse des réactifs consommés égale la masse des produits formés.
- 12 g de carbone réagissent avec 32 g de dioxygène : il se forme 12 + 32 = 44 g de dioxyde de carbone.
- Dans un flacon fermé, la balance affiche la même valeur avant et après la réaction.
Écrire et ajuster une équation de réaction
La réaction chimique modélise la transformation. Elle s’écrit avec une équation : réactifs à gauche, produits à droite, séparés par une flèche.
- Écris les formules des réactifs et des produits.
- Compte les atomes de chaque élément de chaque côté.
- Place des nombres stœchiométriques devant les formules pour équilibrer. Ne modifie jamais les indices.
- Vérifie : chaque élément doit apparaître en même nombre des deux côtés.
- Combustion du méthane : CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. À gauche et à droite : 1 C, 4 H, 4 O.
- Synthèse de l’eau : 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O.
Exemples de transformations chimiques
- Combustion : le bois, le gaz ou la bougie brûlent dans le dioxygène.
- Corrosion : le fer rouille au contact du dioxygène et de l’eau.
- Réaction acide-métal : l’acide chlorhydrique attaque le fer en produisant du dihydrogène.
- Effervescence : le vinaigre sur du bicarbonate dégage du dioxyde de carbone.
- Cuisson : brunir un aliment en fait apparaître de nouvelles molécules.
Quand la transformation s’arrête
Une transformation s’arrête souvent quand un réactif est totalement consommé : c’est le réactif limitant. L’autre réactif, en excès, reste en partie. Si les deux disparaissent en même temps, le mélange est dit stœchiométrique.
Les erreurs à éviter
La dissolution du sucre est une transformation chimique C’est une transformation physique
Les molécules de sucre restent intactes, elles se dispersent seulement dans l’eau.
CH₄ + O₄ → CO₂ + H₄O₂ CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
On ajuste avec des nombres devant les formules. Changer un indice, c’est changer la molécule.
Le bois perd de la masse en brûlant, la masse ne se conserve donc pas La masse totale se conserve
Les gaz produits, comme le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau, s’échappent et emportent leur masse.
Exercices corrigés
1. Laquelle de ces transformations est chimique ?
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La combustion du bois. Le bois disparaît et de nouvelles espèces apparaissent. Les trois autres sont physiques.
2. Dans la combustion du méthane, CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O, quels sont les produits ?
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CO₂ et H₂O. Les produits sont à droite de la flèche.
3. 6 g de carbone réagissent avec 16 g de dioxygène, sans excès. Quelle masse de CO₂ se forme-t-il ?
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22 g. La masse se conserve : 6 + 16 = 22 g.
4. Quels nombres ajustent … H₂ + … O₂ → … H₂O ?
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2, 1, 2. À droite comme à gauche, il faut 4 H et 2 O.
5. Quel nombre placer devant O₂ dans C₃H₈ + … O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O ?
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5. À droite, il y a 3 × 2 + 4 × 1 = 10 atomes d’oxygène. Il faut donc 5 O₂.
6. 5,6 g de fer réagissent avec 3,2 g de soufre sans excès pour former du sulfure de fer. Quelle masse obtient-on ?
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8,8 g. Masse conservée : 5,6 + 3,2 = 8,8 g.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre transformation et réaction chimique ?
La transformation est ce qui se passe réellement. La réaction en est le modèle, écrit sous forme d’équation.
Un changement d’état est-il une transformation physique ou chimique ?
C’est une transformation physique, car les molécules ne sont pas modifiées.
Que se passe-t-il au cours d’une transformation chimique ?
Les réactifs sont consommés, les produits se forment, les atomes se réarrangent et la masse totale reste la même.