Qu'est-ce qu'une réaction chimique ?
Comprendre la transformation de la matière lors d'une réaction.
Introduction
Une bougie qui brûle, un clou qui rouille, un comprimé effervescent qui pétille dans l’eau, un gâteau qui cuit : dans tous ces cas, de nouvelles substances apparaissent. Ce sont des transformations chimiques, ou réactions chimiques. Elles sont très différentes d’un simple changement d’état.
L'essentiel à retenir
Lors d’une transformation chimique, des substances, appelées réactifs, disparaissent et de nouvelles substances, appelées produits, se forment.
Au niveau microscopique, les atomes des réactifs se réarrangent pour former de nouvelles molécules ; les atomes, eux, ne disparaissent pas.
On représente une réaction chimique par une équation de réaction, qui doit être équilibrée.
Explication
Il ne faut pas confondre transformation physique et transformation chimique. Quand la glace fond, l’eau change d’état, mais elle reste de l’eau : c’est une transformation physique. Quand du bois brûle, il disparaît et de nouvelles substances se forment (dioxyde de carbone, eau, cendres) : c’est une transformation chimique.
On reconnaît une transformation chimique grâce à plusieurs indices : apparition d’un gaz (bulles), changement de couleur, formation d’un solide, dégagement de chaleur ou de lumière. Mais seuls des tests chimiques permettent de prouver qu’un nouveau produit s’est formé. Par exemple, l’eau de chaux qui se trouble prouve la présence de dioxyde de carbone.
La matière est formée d’atomes, extrêmement petits, qui s’assemblent en molécules. Le dioxygène est formé de deux atomes d’oxygène (O₂), l’eau d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène (H₂O), le dioxyde de carbone d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène (CO₂).
Lors d’une réaction chimique, les molécules des réactifs se cassent et leurs atomes se réarrangent pour former les molécules des produits. On l’écrit sous forme d’équation : réactifs → produits. Par exemple, la combustion du carbone s’écrit C + O₂ → CO₂.
Une équation doit être équilibrée : on doit retrouver le même nombre d’atomes de chaque élément de chaque côté de la flèche. Pour la combustion du méthane : CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. À gauche, on compte 1 C, 4 H et 4 O ; à droite, 1 C, 4 H et 4 O. Les nombres placés devant les formules s’appellent les coefficients.
Les transformations chimiques sont partout : digestion, respiration, photosynthèse, cuisson, fabrication des médicaments et des matériaux.
Exemples
Le fer qui rouille : le fer réagit avec le dioxygène et l’eau.
Un comprimé effervescent dans l’eau : dégagement de dioxyde de carbone.
Vinaigre + bicarbonate de soude : effervescence due à la formation de CO₂.
Combustion du carbone : C + O₂ → CO₂.
Fusion de la glace : transformation physique, pas chimique.
Méthode
1. J’observe les indices : gaz, couleur, solide, chaleur.
2. J’identifie les réactifs (qui disparaissent) et les produits (qui apparaissent).
3. Je confirme par un test chimique.
4. J’écris l’équation : réactifs → produits.
5. Je vérifie l’équilibre en comptant les atomes de chaque élément.
Attention
Pour équilibrer une équation, on modifie uniquement les coefficients placés devant les formules, jamais les petits chiffres à l’intérieur ! Changer H₂O en H₂O₂ transformerait l’eau en une autre substance (l’eau oxygénée).
Résumé de la notion
Lors d’une réaction chimique, les réactifs disparaissent et des produits se forment, par réarrangement des atomes. On la représente par une équation équilibrée, avec le même nombre d’atomes de chaque élément de chaque côté.
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