Chapitre 7 d’une espèce à l’autre la transformation chimique

I les transformations chimiques

Lors d’une transformation chimique on forme une ou des substances qui n’étaient pas présentes au début de la transformation : on forme de nouvelles espèces.
Les espèces présentent à l’état initial vont réagir, on les appelle les réactifs et leurs quantités va diminuer pendant la réaction.
Les espèces qui vont apparaître pendant la réaction sont les produits, leurs quantités va augmenter pendant la réaction.
Il y a des espèces qui n’interviennent pas pendant la réaction, leurs quantités ne varie pas, ce sont des espèces spectatrices.

Exemples
C_(s) + O_2(g) → CO_2(g)
CH_4(g) + 2 O_2(g) → CO_2(g) + 2 H₂O_(l)
CaCO_3(s) + 2 H⁺_(aq) → CO_2(g) + H₂ O_(l) + Ca²⁺_(aq)
Mg_(s) + 2 H⁺_(aq) → Mg²⁺_(aq) + H_2(g)
H⁺_(aq) + Cl^-_(aq) + Na⁺_(aq) + HO^-_(aq) → H₂O + Cl^-_(aq) + Na⁺_(aq)

II Réactif limitant

Pendant une réaction chimique la quantité de matière de l’un des réactifs peut devenir nulle, la réaction s’arrête et le réactif épuisé est appelé réactif limitant.

Pour connaître le réactif limitant :
aA + bB → cC + dD

Si $\frac{\mathrm{n_A}}{a}$ < $\frac{\mathrm{n_B}}{b}$ alors A est le réactif limitant.
Exemple avec la réaction suivante :

Zn_(s) + 2 H⁺_(aq) → Zn²⁺_(aq) + H_2(g)

Premier cas :
2 moles de Zn et 2 moles de H⁺ dans ce cas :
$\frac{\mathrm{n_Zn}}{1}$ = $\frac{2}{1}$ = 2 et $\frac{\mathrm{n_H⁺}}{2}$ = $\frac{2}{2}$ = 1 donc H⁺ est le réactif limitant.

Deuxième cas:
1,5 moles de Zn et 4 moles de H⁺ $\frac{\mathrm{n_Zn}}{1}$ = $\frac{\mathrm{1,5}}{1}$ = 1,5 et $\frac{\mathrm{n_H⁺}}{2}$ = $\frac{4}{2}$ = 2 et donc Zn²⁺ est le réactif limitant.

III Aspect énergétique

Si l’on doit chauffer une transformation chimique elle est endothermique.
Si une transformation chimique libère de la chaleur elle est exothermique.

IV Synthèse chimique

En chimie on peut extraire une espèce naturelle ou bien la synthétiser, c’est à dire la recréer en laboratoire.
On utilise cette méthode pour des raisons économiques mais aussi écologiques, cela évite de cultiver une variété d’arbre ou de plante de manière intensive.
L’un des montage utilisé pour les synthèses est le montage à reflux :



Ce montage permet d’accélérer les réactions, grâce au chauffage, tout en évitant les pertes de matières dû à la vaporisation.
Lors d’une synthèse on peut comparer le produit obtenu à son équivalent naturel avec une chromatographie sur couche mince.



lien vers le manuel
Exercices
QCM p 122
10, 12, 15 p 123
10, 13 p 138