Reactions chimiques et equations — Physique-Chimie 3eme | Précepteur Scolaire
Les reactions chimiques sont un theme majeur au brevet. Savoir equilibrer une equation, identifier les reactifs et les produits, et appliquer la conservation de la masse — voila les cles du chapitre.
Qu'est-ce qu'une reaction chimique ?
Une reaction chimique est une transformation au cours de laquelle des especes chimiques disparaissent (reactifs) et de nouvelles apparaissent (produits).
Schema : Reactifs → Produits
Indices qu'une reaction a eu lieu :
- Changement de couleur
- Degagement de gaz (bulles)
- Formation d'un precipite (solide)
- Variation de temperature
- Emission de lumiere
La conservation de la masse
Loi de Lavoisier : Au cours d'une reaction chimique, la masse totale est conservee. Rien ne se perd, rien ne se cree, tout se transforme.
Consequence : dans une equation chimique, il faut le meme nombre de chaque type d'atome de chaque cote de la fleche.
Exemple : Combustion du carbone
- C + O₂ → CO₂
- A gauche : 1 C, 2 O
- A droite : 1 C, 2 O ✓ → L'equation est deja equilibree
Equilibrer une equation chimique
La methode
- Ecrire l'equation non equilibree
- Compter les atomes de chaque element a gauche et a droite
- Ajuster les coefficients devant les formules (ne jamais modifier les indices dans les formules !)
- Verifier
Exemple detaille
Combustion du methane : CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
Etape 1 — Compter :
- Gauche : 1 C, 4 H, 2 O
- Droite : 1 C, 2 H, 3 O → PAS equilibre
Etape 2 — Equilibrer H : mettre un 2 devant H₂O
CH₄ + O₂ → CO₂ + 2 H₂O
- Gauche : 1 C, 4 H, 2 O
- Droite : 1 C, 4 H, 4 O → H equilibre, O pas encore
Etape 3 — Equilibrer O : mettre un 2 devant O₂
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
- Gauche : 1 C, 4 H, 4 O
- Droite : 1 C, 4 H, 4 O ✓ → Equilibre !
Les combustions
Combustion complete
Un combustible reagit avec le dioxygene (O₂) pour donner du dioxyde de carbone (CO₂) et de l'eau (H₂O).
Combustion du carbone : C + O₂ → CO₂
Combustion du methane : CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Combustion du butane : 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O
Combustion incomplete
Si le dioxygene est en quantite insuffisante, il se forme du monoxyde de carbone (CO) — gaz toxique et inodore.
2 CH₄ + 3 O₂ → 2 CO + 4 H₂O
Danger : Le CO est responsable de nombreuses intoxications chaque hiver (chauffages mal regles).
Tests de reconnaissance
| Produit | Test | Resultat positif |
|---|---|---|
| CO₂ (dioxyde de carbone) | Eau de chaux | Se trouble |
| H₂O (eau) | Sulfate de cuivre anhydre (blanc) | Devient bleu |
| O₂ (dioxygene) | Buchette incandescente | Se rallume |
| H₂ (dihydrogene) | Flamme | Detonation (aboiement) |
Exercices types brevet
Exercice 1 : Equilibrez : Fe + O₂ → Fe₂O₃
→ 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃
Verification : 4 Fe, 6 O → 4 Fe, 6 O ✓
Exercice 2 : On fait bruler 12 g de carbone dans du dioxygene. La masse de CO₂ obtenue est 44 g. Quelle masse de dioxygene a reagi ?
→ Conservation de la masse : m(O₂) = 44 - 12 = 32 g
Exercice 3 : Equilibrez : Al + O₂ → Al₂O₃
→ 4 Al + 3 O₂ → 2 Al₂O₃
Exercice 4 : Quel test permet de prouver la presence de CO₂ ?
→ On fait barboter le gaz dans de l'eau de chaux : si elle se trouble, c'est du CO₂.
Exercice 5 : Pourquoi est-il dangereux d'utiliser un chauffage au gaz dans une piece mal ventilee ?
→ En cas de manque de dioxygene, la combustion est incomplete et produit du monoxyde de carbone (CO), un gaz toxique et indetectable (incolore, inodore).
Erreurs frequentes
- Modifier les indices dans les formules au lieu d'ajouter des coefficients
- Oublier de verifier l'equilibrage pour chaque element
- Confondre CO (monoxyde de carbone, toxique) et CO₂ (dioxyde de carbone)
- Oublier la conservation de la masse dans les calculs
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