LES RÉACTIONS CHIMIQUES

LES RÉACTIONS CHIMIQUES Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle les corps
initiaux sont détruits pour former d'autres corps aux propriétés
différentes. Les corps initiaux sont les réactifs de la réaction.
Les corps finaux sont les produits. Caractéristiques d'une réaction chimique
Conservation des éléments chimiques : les produits sont formés des mêmes
éléments que les réactifs.
Conservation de la masse (loi de Lavoisier): la masse des produits obtenus
est égale à la masse des réactifs.
I- Équation d'une réaction chimique On écrit à gauche de la flèche les formules des réactifs et à droite
ceux des produits.
Chaque formule est séparée des autres par un signe "+".
Réactif 1 + Réactif 2 + ... (( Produit 1 + Produit 2 + ...
1- Les coefficients st?chiométriques
On place devant chaque formule le coefficient st?chiométrique pour
qu'il y ait conservation de matière et des charges électriques.
L'équation est équilibrée si chaque élément et les charges électriques
à gauche figure en même nombre à droite de la flèche.
Remarques : - Le coefficient st?chiométrique 1 n'est pas écrit.
- On ne tient compte que des formules des corps qui
participent à la réaction chimique.
2- Exemples
21. Action de l'acide chlorhydrique sur la craie
CaCO3 + 2 HCl (( CO2
+ CaCl2 + H2O
coefficients st?chiométriques 1 2 1 1
1 22. Grillage de la pyrite (FeS2)
4 FeS2 + 11 O2 ((
2 Fe2O3 + 8 SO2
coefficients st?chiométriques 4 11 2 8 II- Étude quantitative 1- Bilan molaire
Les nombres de moles des réactifs et des produits sont proportionnels
aux coefficients st?chiométriques.
2- Bilan massique
Les masses des réactifs et des produits mises en jeu dans la réaction
chimique sont proportionnelles aux nombres de moles.
Il faudra au préalable calculer la masse molaire des réactifs et des
produits.
3- Bilan volumique
Pour un gaz, le volume est proportionnel au nombre de moles. Il faut
disposer du volume molaire dans les conditions de l'expérience.
Le volume molaire dans les conditions normales de température et de
pression est VM = 22,4 l/mol.
Les CNTP sont une température de O°C et une pression de 1013 hPa.
On prend parfois comme valeur 24 L/mol à 20 °C et
1013 hPa.
Pour les solides et les liquides, le volume est aussi proportionnel
au nombre de moles mais il faut disposer dans ce cas de la masse
volumique.
4- Exemple
Au cours de l'action de l'acide chlorhydrique sur 200 g de craie,
déterminer la masse d'acide mise en jeu ainsi que la masse des produits
obtenus.
CaCO3 + 2 HCl (( CO2 + CaCl2 +
H2O
Coefficient st?chiométrique : 1 2 1 1
1
Masse molaire en grammes : 100 36,5 44 111 18
Ce qui est mis en jeu
Nombre de moles : 2 4 2 2 2
Masse en grammes : 200 146 88 222 36
Volume en litres : 44,8 III- Utilisation d'une équation chimique On considère le grillage de la pyrite d'équation 4 FeS2 + 11 O2 ((
2 Fe2O3 + 8 SO2 Quelle masse d'oxyde de fer obtient-on lors du grillage de 36 g de
pyrite ? Quel est le volume de dioxygène nécessaire pour griller complètement
les 36 g de pyrite ? Quel est le volume de dioxyde de soufre produit dans les CNFPT ? 1. Calcul des masses molaires 2. Nombre n de moles de pyrite mis en jeu
3. Écriture des bilans 4 FeS2 + 11 O2 (( 2 FeO3 + 8 SO2 4. Réponses aux questions Exercice 1 Équilibrer les réactions chimiques.
P + O2 (( P4O10 Al + S ((
Al2S3
Al + O2 (( Al2O3 Fe + O2
(( Fe3O4
FeO + O2 (( Fe3O4 CO + Fe3O4
(( Fe + CO2
Al + Fe2O3 (( Al2O3 + Fe C2H6 + O2
(( CO2 + H2O
Exercice 2 La calcination (transformation sous l'effet d'une haute température)
du carbonate de cuivre CuCO3 donne de l'oxyde de cuivre CuO et du dioxyde
de carbone CO2.
Écrire l'équation de la réaction. Exercice 3 Dans la réaction d'aluminothermie du fer est produit lors de la
réaction de l'aluminium en poudre sur de l'oxyde de fer Fe2O3. L'autre
produit de la réaction est de l'oxyde d'aluminium Al2O3.
1- Écrire l'équation de la réaction d'aluminothermie. 2- Calculer la masse molaire des oxydes de fer et d'aluminium. 3- Déterminer la quantité d'aluminium à faire réagir pour obtenir 1 kg de
fer. Exercice 4 Dans un tube à essais, de l'oxyde de cuivre est chauffé en présence
de carbone. Du cuivre se dépose sur les parois du tube et un gaz
produit par la réaction trouble l'eau de chaux.
1- Identifier les produits de la réaction.
2- Écrire l'équation de la réaction chimique. 3- Calculer la quantité d'oxyde de cuivre nécessaire pour obtenir 100 g de
cuivre.
Exercice 5 Dans un chalumeau oxyacétylénique, la combustion de l'acétylène ou
éthyne C2H2 dans le dioxygène dégage une forte chaleur.
Les produits de la réaction sont ceux de la combustion dans le
dioxygène des hydrocarbures.
1- Écrire l'équation de la réaction chimique.
2- Calculer le volume de dioxygène nécessaire à la combustion de 1 kg
d'acétylène.
Test Test Test Test Test Test Test Test Test Test Test Test
Test Test La masse des produits formés au cours d'une réaction est-elle
supérieure, inférieure ou égale à la masse des réactifs ? Combien de molécules sont contenues dans une mole d'eau ? de dihydrogène ? Combien de moles d'atomes d'oxygène sont contenues dans une mole de
dioxygène ? Quel volume occupe une mole de gaz dans les conditions normales de
température et de pression ? En quelle unité exprime-t-on une masse molaire ? Combien de liaisons de covalence peut réaliser un atome de carbone ? Un corps composé de chlore et d'hydrogène peut-il avoir pour formule brute
H2Cl ? Dans la molécule de tétrachlorure de carbone CCl4, la règle de l'octet est-
elle respectée ?