Les réactions chimiques
Une transformation chimique consomme des espèces chimiques, appelées réactifs, et en forme de nouvelles, appelées produits. On la représente par un bilan : réactifs → produits. Lors d'une transformation physique, comme la fusion de la glace, les espèces restent les mêmes ; leur état ou leur organisation peut changer.
À la fin de ce chapitre, vous saurez
- Reconnaître une transformation chimique
- Identifier réactifs et produits à partir d'une expérience
- Écrire un bilan en mots
- Distinguer transformation physique, mélange et réaction
- Utiliser un test pour étayer une conclusion
PrérequisCombustions du carbone et du butane · Atomes, molécules et formules · Changements d'état et mélanges étudiés en 1AC
Un bon cours, ça se partage.
Qu'est-ce qui change pendant une réaction chimique ?
Définition
Transformation chimique : Une transformation chimique est un changement au cours duquel certaines espèces sont consommées et d'autres apparaissent. La réaction chimique est le modèle utilisé pour décrire ce changement à l'aide des réactifs et des produits.
Quand du carbone brûle, il ne devient pas simplement un morceau plus petit de la même matière : du dioxyde de carbone se forme. En revanche, quand de la glace fond, on retrouve de l'eau liquide. Les molécules restent H₂O ; seule leur organisation change. La différence essentielle est donc l'apparition d'espèces nouvelles, pas la visibilité ou la rapidité du phénomène.

Comment reconnaître réactifs et produits ?
Définition
Réactif : Un réactif est une espèce chimique consommée pendant la réaction. Sa quantité diminue. Il n'est pas nécessaire que tous les réactifs soient entièrement consommés à la fin.
Définition
Produit : Un produit est une espèce chimique formée pendant la réaction. Sa présence peut être mise en évidence par une observation ou un test approprié.
| Situation | Réactifs | Produits attendus |
|---|---|---|
| Combustion complète du carbone | Carbone et dioxygène | Dioxyde de carbone |
| Combustion complète du butane | Butane et dioxygène | Dioxyde de carbone et eau |
| Fusion de la glace | Aucun réactif au sens d'une réaction | Aucune nouvelle espèce : toujours de l'eau |
Attention
Toutes les substances présentes dans le récipient ne sont pas forcément des réactifs. Le diazote de l'air n'intervient pas dans le bilan simplifié de la combustion du carbone. Le récipient, lui non plus, ne figure pas dans le bilan.
Comment écrire un bilan de réaction ?
Méthode
Écrire un bilan en mots
- Lire les observations et identifier les espèces consommées.
- Identifier les espèces formées à l'aide des tests fournis.
- Écrire les noms des réactifs à gauche, séparés par le signe +.
- Écrire une flèche puis les noms des produits à droite.
- Lire la flèche comme « réagissent pour former », et non comme un signe d'égalité numérique.
Le carbone dans le dioxygène
L'expérience consomme du carbone et du dioxygène ; le gaz obtenu trouble l'eau de chaux.
- Le test indique du dioxyde de carbone.
- Réactifs : carbone et dioxygène. Produit : dioxyde de carbone.
- Bilan : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone.
- Avec les formules connues : C + O₂ → CO₂. La vérification des nombres d'atomes sera systématisée au chapitre suivant.
Quels indices suggèrent une transformation chimique ?
L'apparition d'un gaz, d'un solide dans un liquide, d'une nouvelle couleur ou un échauffement peuvent être des indices. Aucun de ces signes, pris isolément, ne prouve toujours une réaction. Une eau qui bout produit des bulles sans changer d'espèce chimique. Un mélange d'eaux colorées peut changer de couleur par simple mélange. Il faut relier l'observation à l'identification d'une nouvelle espèce.
Des bulles, deux explications
On compare une eau en ébullition et une transformation qui produit un gaz troublant l'eau de chaux.
- Dans l'eau en ébullition, les bulles sont de la vapeur d'eau : transformation physique.
- Dans le second cas, le test identifie du CO₂. Si ce CO₂ se forme à partir d'autres espèces consommées, il s'agit d'une transformation chimique.
Une réaction s'arrête-t-elle quand tous les réactifs ont disparu ?
Dans les transformations simples étudiées ici, la réaction peut s'arrêter parce qu'un des réactifs n'est plus disponible, même s'il en reste un autre. Un morceau de carbone peut subsister après extinction dans un récipient pauvre en dioxygène. On ne doit donc pas écrire automatiquement « tous les réactifs ont disparu ». Pour raisonner, comparer la situation initiale et la situation finale décrites par l'énoncé.
Attention
Le produit ne porte pas nécessairement les mêmes propriétés que les réactifs. Le dioxygène entretient la combustion, tandis que le dioxyde de carbone formé n'entretient pas la combustion usuelle d'une bougie.
Que deviennent les atomes ?
À l'échelle microscopique, les atomes se réorganisent : des assemblages initiaux sont remplacés par de nouveaux assemblages. Dans les réactions chimiques de ce semestre, on ne transforme pas un atome de carbone en atome d'oxygène. Cette idée explique pourquoi un bilan ne peut pas faire apparaître du fer si aucun réactif n'apporte d'atomes de fer. Elle conduit aux lois de conservation étudiées ensuite.
Méthode
Rédiger une conclusion scientifique
- Commencer par le fait observé : « l'eau de chaux se trouble ».
- Nommer l'espèce identifiée : « du dioxyde de carbone est présent ».
- Relier le test à la transformation étudiée : « la combustion a formé du dioxyde de carbone ».
- Écrire le bilan avec les espèces, sans y ajouter les appareils ou l'énergie comme s'ils étaient des molécules.
Questions fréquentes
Comment reconnaître une réaction chimique en 2AC ?
Quelle différence entre réactif et produit ?
Un changement d'état est-il une réaction chimique ?
Comment écrire un bilan chimique ?
Quiz : 12 questions sur ce chapitre
12 questions tirées au hasard parmi les 12 de ce chapitre : le quiz est différent à chaque visite. Une seule réponse est correcte, et vous voyez immédiatement si la vôtre l'est.
Q1Une espèce consommée est un…
Réponse incorrecte
Sa quantité diminue pendant la transformation.
Bonne réponse : réactif
Sa quantité diminue pendant la transformation.
Q2Une espèce formée est un…
Réponse incorrecte
Un produit apparaît au cours de la réaction.
Bonne réponse : produit
Un produit apparaît au cours de la réaction.
Q3Les produits s'écrivent…
Réponse incorrecte
Le bilan se lit des réactifs vers les produits.
Bonne réponse : à droite de la flèche
Le bilan se lit des réactifs vers les produits.
Q4La fusion de la glace est…
Réponse incorrecte
H₂O reste H₂O après fusion.
Bonne réponse : physique
H₂O reste H₂O après fusion.
Q5Des bulles prouvent toujours une réaction…
Réponse incorrecte
L'ébullition crée aussi des bulles sans nouvelle espèce.
Bonne réponse : Faux
L'ébullition crée aussi des bulles sans nouvelle espèce.
Q6Dans la combustion du carbone, CO₂ est…
Réponse incorrecte
CO₂ est formé à partir du carbone et du dioxygène.
Bonne réponse : un produit
CO₂ est formé à partir du carbone et du dioxygène.
Q7La flèche du bilan signifie…
Réponse incorrecte
Elle décrit le sens de la transformation.
Bonne réponse : réagissent pour former
Elle décrit le sens de la transformation.
Q8Une réaction peut s'arrêter avec un réactif restant…
Réponse incorrecte
Un autre réactif peut ne plus être disponible.
Bonne réponse : Oui
Un autre réactif peut ne plus être disponible.
Q9Le récipient figure-t-il parmi les réactifs s'il ne réagit pas ?
Réponse incorrecte
Seules les espèces participant à la réaction entrent dans le bilan.
Bonne réponse : Non
Seules les espèces participant à la réaction entrent dans le bilan.
Q10Une réaction chimique réorganise…
Réponse incorrecte
Les assemblages changent, pas la nature des atomes.
Bonne réponse : les atomes
Les assemblages changent, pas la nature des atomes.
Q11Pour rechercher CO₂, on utilise…
Réponse incorrecte
Le trouble est le résultat attendu du test.
Bonne réponse : l'eau de chaux
Le trouble est le résultat attendu du test.
Q12Les propriétés des produits sont…
Réponse incorrecte
Une nouvelle espèce possède ses propres propriétés.
Bonne réponse : parfois très différentes de celles des réactifs
Une nouvelle espèce possède ses propres propriétés.
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Le chapitre est à revoir en entier
Ne recommencez pas le quiz tout de suite : relisez d'abord tout le cours, en refaisant sur votre cahier chaque exemple guidé au lieu de le lire. Enchaînez avec les exercices « facile », correction masquée, puis revenez ici. C'est en une seule séance de travail que la note change.
À revoir : 12 questions manquées
Une espèce consommée est un…
Bonne réponseréactif
Sa quantité diminue pendant la transformation.
Une espèce formée est un…
Bonne réponseproduit
Un produit apparaît au cours de la réaction.
Les produits s'écrivent…
Bonne réponseà droite de la flèche
Le bilan se lit des réactifs vers les produits.
La fusion de la glace est…
Bonne réponsephysique
H₂O reste H₂O après fusion.
Des bulles prouvent toujours une réaction…
Bonne réponseFaux
L'ébullition crée aussi des bulles sans nouvelle espèce.
Dans la combustion du carbone, CO₂ est…
Bonne réponseun produit
CO₂ est formé à partir du carbone et du dioxygène.
La flèche du bilan signifie…
Bonne réponseréagissent pour former
Elle décrit le sens de la transformation.
Une réaction peut s'arrêter avec un réactif restant…
Bonne réponseOui
Un autre réactif peut ne plus être disponible.
Le récipient figure-t-il parmi les réactifs s'il ne réagit pas ?
Bonne réponseNon
Seules les espèces participant à la réaction entrent dans le bilan.
Une réaction chimique réorganise…
Bonne réponseles atomes
Les assemblages changent, pas la nature des atomes.
Pour rechercher CO₂, on utilise…
Bonne réponsel'eau de chaux
Le trouble est le résultat attendu du test.
Les propriétés des produits sont…
Bonne réponseparfois très différentes de celles des réactifs
Une nouvelle espèce possède ses propres propriétés.
Exercices corrigés
10 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.
Exercice 1
FacileClasser : fusion de la glace, combustion du carbone, compression d'air, combustion du butane.
Correction
Physiques : fusion de la glace et compression d'air. Chimiques : combustions du carbone et du butane, qui forment de nouvelles espèces.
Exercice 2
FacileDans carbone + dioxygène → dioxyde de carbone, nommer les réactifs et le produit.
Correction
Réactifs : carbone et dioxygène. Produit : dioxyde de carbone. La flèche va des réactifs vers le produit.
Exercice 3
FacileCompléter en mots : butane + … → dioxyde de carbone + …, pour une combustion complète.
Correction
Butane + dioxygène → dioxyde de carbone + eau.
Exercice 4
MoyenUn élève écrit « glace → eau, donc réaction chimique ». Corriger son raisonnement.
Correction
La glace et l'eau liquide sont la même espèce H₂O. La flèche peut représenter un changement, mais sa présence ne prouve pas une réaction chimique. Il s'agit d'une fusion.
Exercice 5
MoyenUne expérience produit des bulles. Peut-on affirmer qu'il s'agit de dioxyde de carbone ? Quel test serait utile ?
Correction
Non, de nombreux gaz peuvent former des bulles. Faire passer le gaz dans de l'eau de chaux permet de rechercher le CO₂ : un trouble constitue un test positif dans le cadre de l'expérience.
Exercice 6
MoyenPourquoi n'écrit-on pas « carbone + air → dioxyde de carbone » comme bilan précis de la combustion complète ?
Correction
L'air est un mélange. C'est son dioxygène qui réagit avec le carbone dans le modèle étudié. On écrit donc carbone + dioxygène → dioxyde de carbone.
Exercice 7
MoyenUne combustion s'arrête dans un récipient alors qu'il reste du carbone. Est-ce contradictoire ?
Correction
Non. Le dioxygène peut être devenu insuffisant pour entretenir la combustion. Tous les réactifs ne sont pas nécessairement entièrement consommés.
Exercice 8
MoyenOn mélange de l'eau colorée en bleu et de l'eau colorée en jaune ; le mélange paraît vert. Cette seule observation prouve-t-elle une réaction ?
Correction
Non. Une couleur peut résulter d'un simple mélange. Il faut montrer l'apparition d'une nouvelle espèce et la consommation d'autres espèces pour conclure à une réaction.
Exercice 9
DifficileOn fait réagir uniquement du carbone et du dioxygène. Un bilan propose du fer parmi les produits. Pourquoi est-il impossible dans le modèle chimique étudié ?
Correction
Les réactifs n'apportent aucun atome de fer. Une réaction chimique réorganise les atomes présents ; elle ne crée pas un nouveau type d'atome.
Exercice 10
DifficileUn combustible identifié comme du méthane réagit avec du dioxygène. Un test révèle de l'eau et un autre du dioxyde de carbone. Écrire le bilan et préciser les tests utilisés.
Correction
Méthane + dioxygène → dioxyde de carbone + eau. CO₂ : eau de chaux troublée. Eau : sulfate de cuivre anhydre passant du blanc au bleu. Le combustible étant donné par l'énoncé, il n'est pas déduit des seuls tests.