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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.

Conforme au programme officiel du Ministère de l'Éducation Nationale (2025-2026) · Mis à jour le

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

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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.

Comparaison entre un glaçon qui fond en eau liquide et du carbone qui réagit avec le dioxygène pour former du dioxyde de carbone.
La fusion conserve l'espèce eau. La combustion complète du carbone consomme du carbone et du dioxygène et forme une nouvelle espèce : le dioxyde de carbone. Le charbon est ici assimilé au carbone.

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.

SituationRéactifsProduits attendus
Combustion complète du carboneCarbone et dioxygèneDioxyde de carbone
Combustion complète du butaneButane et dioxygèneDioxyde de carbone et eau
Fusion de la glaceAucun réactif au sens d'une réactionAucune 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

  1. Lire les observations et identifier les espèces consommées.
  2. Identifier les espèces formées à l'aide des tests fournis.
  3. Écrire les noms des réactifs à gauche, séparés par le signe +.
  4. Écrire une flèche puis les noms des produits à droite.
  5. 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.

  1. Le test indique du dioxyde de carbone.
  2. Réactifs : carbone et dioxygène. Produit : dioxyde de carbone.
  3. Bilan : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone.
  4. 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.

  1. Dans l'eau en ébullition, les bulles sont de la vapeur d'eau : transformation physique.
  2. 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

  1. Commencer par le fait observé : « l'eau de chaux se trouble ».
  2. Nommer l'espèce identifiée : « du dioxyde de carbone est présent ».
  3. Relier le test à la transformation étudiée : « la combustion a formé du dioxyde de carbone ».
  4. 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 ?

On recherche la consommation d'espèces initiales et la formation de nouvelles espèces. Des tests, comme celui de l'eau de chaux pour CO₂, permettent de justifier la conclusion.

Quelle différence entre réactif et produit ?

Un réactif est consommé ; un produit est formé. Dans le bilan, les réactifs sont à gauche de la flèche et les produits à droite.

Un changement d'état est-il une réaction chimique ?

Non. Pendant un changement d'état, l'espèce chimique reste la même. La glace qui fond reste de l'eau H₂O.

Comment écrire un bilan chimique ?

Identifier les réactifs et les produits, puis écrire : noms des réactifs séparés par +, flèche, noms des produits séparés par +. L'équation en formules doit ensuite respecter la conservation des atomes.

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…

Bonne réponse : réactif

Sa quantité diminue pendant la transformation.

Q2Une espèce formée est un…

Bonne réponse : produit

Un produit apparaît au cours de la réaction.

Q3Les produits s'écrivent…

Bonne réponse : à droite de la flèche

Le bilan se lit des réactifs vers les produits.

Q4La fusion de la glace est…

Bonne réponse : physique

H₂O reste H₂O après fusion.

Q5Des bulles prouvent toujours une réaction…

Bonne réponse : Faux

L'ébullition crée aussi des bulles sans nouvelle espèce.

Q6Dans la combustion du carbone, CO₂ est…

Bonne réponse : un produit

CO₂ est formé à partir du carbone et du dioxygène.

Q7La flèche du bilan signifie…

Bonne réponse : réagissent pour former

Elle décrit le sens de la transformation.

Q8Une réaction peut s'arrêter avec un réactif restant…

Bonne réponse : Oui

Un autre réactif peut ne plus être disponible.

Q9Le récipient figure-t-il parmi les réactifs s'il ne réagit pas ?

Bonne réponse : Non

Seules les espèces participant à la réaction entrent dans le bilan.

Q10Une réaction chimique réorganise…

Bonne réponse : les atomes

Les assemblages changent, pas la nature des atomes.

Q11Pour rechercher CO₂, on utilise…

Bonne réponse : l'eau de chaux

Le trouble est le résultat attendu du test.

Q12Les propriétés des produits sont…

Bonne réponse : parfois 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

Facile

Classer : 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

Facile

Dans 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

Facile

Compléter en mots : butane + … → dioxyde de carbone + …, pour une combustion complète.

Correction

Butane + dioxygène → dioxyde de carbone + eau.

Exercice 4

Moyen

Un 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

Moyen

Une 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

Moyen

Pourquoi 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

Moyen

Une 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

Moyen

On 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

Difficile

On 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

Difficile

Un 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.