Physique-Chimie · 2ème année collège
Les transformations chimiques
Distinguer ce qui change vraiment de nature de ce qui change seulement d'aspect, et comprendre pourquoi rien ne se perd.
01 Transformation physique ou chimique ?
Toute la chimie repose sur cette distinction. Il faut la maîtriser avant d'aller plus loin.
| Transformation physique | Transformation chimique | |
|---|---|---|
| Les molécules | Restent les mêmes | Sont détruites, d'autres se forment |
| Ce qui change | L'état, la forme, la position | La nature même des substances |
| Exemples | Fusion de la glace, dissolution du sel | Combustion du bois, rouille du fer |
| Réversible ? | Souvent facilement | Rarement |
Le bon réflexe
Demande-toi : les molécules de départ existent-elles encore à l'arrivée ? La glace qui fond reste faite de molécules d'eau : transformation physique. Le bois qui brûle produit du dioxyde de carbone et de l'eau, qui n'existaient pas avant : transformation chimique.
Le piège du changement d'aspect. Un morceau de sucre broyé en poudre change totalement d'apparence, et pourtant rien n'a changé chimiquement : ce sont toujours des molécules de sucre. L'aspect ne prouve rien, seule compte la nature des molécules.
02 Réactifs et produits
Définitions
Les réactifs sont les substances présentes au départ, celles qui disparaissent au cours de la transformation. Les produits sont les substances formées, qui n'existaient pas au début.
On résume la transformation par un bilan, écrit avec une flèche qui se lit « donne » ou « se transforme en » :
réactifs → produitsExemple — la combustion du carbone
carbone + dioxygène → dioxyde de carboneRéactifs : le carbone et le dioxygène. Produit : le dioxyde de carbone. Le dioxygène est ici le comburant, le carbone le combustible.
La flèche n'est pas un signe égal. Elle indique un sens, celui de la transformation. Écrire l'inverse changerait complètement le sens de la phrase chimique.
03 La conservation de la masse
Loi de Lavoisier
Au cours d'une transformation chimique, la masse totale se conserve : la masse des produits formés est égale à la masse des réactifs consommés. « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. »
L'explication tient en une phrase : les atomes ne sont ni créés ni détruits. Ils se séparent et se réassemblent autrement. Comme ce sont les mêmes atomes avant et après, la masse ne peut pas changer.
Exemple chiffré
On fait brûler 12 g de carbone qui consomment 32 g de dioxygène.
masse des réactifs = 12 + 32 = 44 gdonc masse de dioxyde de carbone formé = 44 g
L'expérience qui trompe. Une bougie qui brûle semble perdre de la masse, et du bois brûlé ne laisse que des cendres légères. En réalité, les gaz produits partent dans l'air. Si l'on effectue la même expérience en récipient fermé, la balance ne bouge pas. C'est cette expérience qui a permis d'établir la loi.
À toi. On chauffe 56 g de fer avec 32 g de soufre. On obtient du sulfure de fer, et il ne reste aucun réactif. Quelle est la masse du produit ?
88 g. La masse se conserve : 56 + 32 = 88 g de sulfure de fer. Aucun calcul compliqué n'est nécessaire, il suffit d'additionner les masses des réactifs.
04 La conservation des atomes
Écrivons la combustion du carbone avec les formules chimiques :
C + O2 → CO2Comptons les atomes de chaque côté de la flèche :
| Atome | Avant la flèche | Après la flèche |
|---|---|---|
| Carbone (C) | 1 | 1 |
| Oxygène (O) | 2 | 2 |
Les comptes sont identiques : l'équation est équilibrée. Les molécules ont changé, les atomes non. Ils se sont simplement réorganisés.
Méthode pour vérifier une équation
- Faire la liste des types d'atomes présents.
- Compter chaque type à gauche de la flèche.
- Compter le même type à droite.
- Si tous les comptes coïncident, l'équation est équilibrée.
Attention aux nombres. Dans 2 H2O, le grand 2 devant multiplie toute la molécule : on a donc 4 atomes d'hydrogène et 2 atomes d'oxygène. Le petit 2 en indice ne concerne que l'atome qui le précède.
✓ L'essentiel
- Transformation physique
- Les molécules restent identiques ; seuls l'état ou la forme changent.
- Transformation chimique
- Des molécules disparaissent, d'autres se forment. La nature des substances change.
- Réactifs et produits
- Les réactifs sont consommés, les produits sont formés. La flèche va des uns vers les autres.
- Conservation de la masse
- Masse des produits = masse des réactifs, car les atomes ne sont ni créés ni détruits.
- Équation équilibrée
- Chaque type d'atome est présent en même nombre de part et d'autre de la flèche.
Les erreurs à éviter
- Juger une transformation d'après son apparence plutôt que d'après les molécules.
- Croire qu'une bougie perd de la masse : les gaz produits sont partis dans l'air.
- Confondre le grand nombre devant une molécule et le petit indice qui suit un atome.