Les transformations chimiques en 3eme — combustion, reactifs et produits
Une transformation chimique, c'est un phenomene au cours duquel de nouvelles substances apparaissent. Les atomes ne disparaissent pas : ils se reorganisent. Cette reorganisation est irreversible (en general). Voici les concepts essentiels pour le brevet.
Transformation physique vs transformation chimique
Transformation physique : l'aspect change, mais la nature des substances reste la meme.
Exemple : l'eau qui bout → l'eau liquide devient vapeur d'eau, mais c'est toujours H2O.
Transformation chimique : de nouvelles substances apparaissent, les substances initiales disparaissent.
Exemple : le fer qui rouille → le fer (Fe) se transforme en oxyde de fer (Fe2O3), une substance differente.
Indices qu'une transformation chimique a eu lieu :
- Changement de couleur irreversible
- Apparition d'un precipite
- Degagement de gaz
- Variation de temperature importante
- Emission de lumiere (flamme)
La combustion
La combustion est une reaction chimique entre un combustible et le comburant (generalement le dioxygene O2).
Combustion complete
Produits : dioxyde de carbone (CO2) + eau (H2O)
- Combustion du carbone : C + O2 → CO2
- Combustion du methane : CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
- Combustion du butane : 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
La flamme est bleue, peu fumante.
Combustion incomplete
Se produit quand le dioxygene manque. Les produits sont du monoxyde de carbone (CO, toxique) et de la suie (carbone C).
C + O2 (insuffisant) → CO (monoxyde de carbone — DANGEREUX)
La flamme est jaune/orange, fumante, noirait les surfaces.
Risques de la combustion incomplete : le monoxyde de carbone est inodore, incolore et mortel. Il est essentiel de bien aerer les pieces ou l'on brule des combustibles.
L'oxydation
L'oxydation est une reaction avec le dioxygene mais sans flamme (pas de combustion).
Rouille du fer :
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 (rouille = oxyde de fer III)
Oxydation des aliments : c'est pourquoi une pomme coupe devient brune, un avocat noircit. L'oxygene de l'air reagit avec certaines molecules.
Le reactif limitant
Quand deux reactifs reagissent ensemble, la reaction s'arrete quand l'un d'eux est entierement consomme. C'est le reactif limitant.
L'autre reactif, qui reste en exces, est le reactif en exces.
Exemple : si on bruler du carbone en quantite limitee dans un exces de dioxygene, le carbone est le reactif limitant. La reaction s'arrete quand tout le carbone est consomme.
La conservation des atomes
Lors d'une transformation chimique :
- Les atomes se reorganisent.
- Le nombre et la nature des atomes ne changent pas.
- Donc : la masse totale est conservee.
C'est pourquoi les equations chimiques doivent etre equilibrees.
Transformation chimique et transfert d'energie
Une transformation chimique s'accompagne toujours d'un echange d'energie :
- Reaction exothermique : libere de la chaleur (ex : combustion). La temperature augmente.
- Reaction endothermique : absorbe de la chaleur (ex : dissolution de l'azotate d'ammonium). La temperature diminue.
Exercices types brevet
Exercice 1 : Une bougie brule dans une piece mal ventilee. Quel risque cela presente-t-il ? Expliquez en citant la reaction.
Risque de combustion incomplete → production de CO (monoxyde de carbone), gaz toxique et inodore, risque d'intoxication mortelle.
Reaction : C + O2 (insuffisant) → CO
Exercice 2 : On dispose de 12 g de carbone et de 32 g de dioxygene. La reaction est : C + O2 → CO2.
Quelle masse de CO2 obtient-on ?
Par conservation de la masse : 12 + 32 = 44 g de CO2.
Exercice 3 : Distingue une transformation physique d'une transformation chimique. Donne un exemple de chaque.
Transformation physique : fusion de la glace (H2O solide → H2O liquide), reversible.
Transformation chimique : combustion du butane → CO2 + H2O, nouvelles substances, irreversible.
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