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1. Les transformations physiques Les transformations chimiques Les transformations nucléaires Les transformations physiques Les transformations chimiques.

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2 Les transformations physiques Les transformations chimiques Les transformations nucléaires Les transformations physiques Les transformations chimiques Les transformations nucléaires 2

3 Elles ne modifient ni la nature ni les propriétés caractéristiques de la matière Les atomes et les molécules ne changent pas Il y a … les changements de formes les changements détats les dilutions et les dissolutions Elles ne modifient ni la nature ni les propriétés caractéristiques de la matière Les atomes et les molécules ne changent pas Il y a … les changements de formes les changements détats les dilutions et les dissolutions 3

4 Elles modifient la nature et les propriétés caractéristiques de la matière Il y a réarrangement des liaisons entre les atomes et formation de nouvelles molécules Elles modifient la nature et les propriétés caractéristiques de la matière Il y a réarrangement des liaisons entre les atomes et formation de nouvelles molécules 4

5 2 molécules de butane réagissent avec 13 molécules de dioxygène pour former 8 molécules de dioxyde de carbone et 10 molécules deau réactifs produits 5

6 Au cours dune réaction chimique, les molécules et les atomes des substances initiales (réactifs) se réorganisent en substances nouvelles (produits) Exemple Une molécule de méthane réagit avec 2 molécules de dioxygène pour former une molécule de dioxyde de carbone et 2 molécules deau Au cours dune réaction chimique, les molécules et les atomes des substances initiales (réactifs) se réorganisent en substances nouvelles (produits) Exemple Une molécule de méthane réagit avec 2 molécules de dioxygène pour former une molécule de dioxyde de carbone et 2 molécules deau réactifsproduits 6

7 Cinq indices permettent de reconnaitre la présence dune transformation chimique Un dégagement gazeux Un dégagement ou une absorption de chaleur Un dégagement de lumière Un changement de couleur La formation dun précipité Cinq indices permettent de reconnaitre la présence dune transformation chimique Un dégagement gazeux Un dégagement ou une absorption de chaleur Un dégagement de lumière Un changement de couleur La formation dun précipité 7

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9 Elle établit, quau cours dune réaction chimique, la masse totale des réactifs est toujours égale à la masse totale des produits En fait, … la masse est conservée le nombre datomes de chaque élément est conservé le nombre de molécules nest pas nécessairement conservé Antoine Laurent Lavoisier

10 Exemple La masse totale des réactifs est égale à la masse totale des produits Le nombre datomes de chaque élément est conservé Le nombre de molécule est, dans ce cas, conservé 16 g + 64 g 44 g + 36 g 10

11 La combustion du propane 44 g g 132 g + 72 g g = 204 g

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13 Balancer une équation chimique, cest ajouter des coefficients numériques devant les formules moléculaires des réactifs et des produits, de façon à ce que la loi de la conservation de la matière soit respectée Une équation chimique non balancée se nomme une « équation squelette » 13

14 1. les coefficients doivent tous être entiers 2. les coefficients doivent être le plus petit possible 3. ne jamais ajouter ni enlever de substances 4. ne jamais modifier les indices 5. toujours vérifier son résultat final Trucs et astuces… Attribuer le coefficient « 1 » à la molécule la plus complexe Garder les substances simples pour la fin (les molécules diatomiques ou les atomes seuls) Ne pas chercher à équilibrer un élément qui se retrouve dans plusieurs molécules en premier 14

15 Équation squelette : N 2 + H 2 NH 3 Placer un « 2 » devant la molécule la plus complexe (NH 3 ) N 2 + H 2 2NH 3 Placer un « 1 » devant N 2 1N 2 + H 2 2NH 3 Placer un 3 devant H 2 1N 2 + 3H 2 2NH 3 Équation balancée : N 2 + 3H 2 2NH 3 15

16 Équation squelette CH 4 + Cl 2 HCl + C 1 CH 4 + Cl 2 HCl + C 1 CH 4 + Cl 2 4 HCl + C 1 CH Cl 2 4 HCl + C 1 CH Cl 2 4 HCl + 1 C Équation balancée CH Cl 2 4 HCl + C 16

17 pages/p2a.htm pour te pratiquer pages/p2a.htm 5QBs explication vidéo 8 min 5QBs 17

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19 La stœchiométrie est létude des quantités de réactifs et de produits impliqués dans une réaction chimique Les calculs stœchiométriques permettent de déterminer les quantités de réactifs nécessaires pour réaliser une réaction et de prédire les quantités de réactifs produits 19

20 Exemple : loxydation du cuivre (1) 2Cu + O 2 2CuO 2 atomes de cuivre1 molécule de dioxygène 2 molécules doxyde de cuivre 2 moles datomes de cuivre 1 mole de molécules de dioxygène 2 moles de molécules doxyde de cuivre 8 moles datomes de cuivre 4 moles de molécules de dioxygène 8 moles de molécules doxyde de cuivre « 2y » moles datomes de cuivre « y » moles de molécules de dioxygène « 2y » moles de molécules doxyde de cuivre 20

21 2Cu + O 2 2CuO 2 moles datomes de cuivre 1 mole de molécules de dioxygène 2 moles de molécules doxyde de cuivre 2 mol x (63,55 g/mol) 1 mol x (2 x 16,00 g/mol) 2 mol x (63,55 g/mol + 16,00 g/mol) 127,10 g32,00 g159,10 g 21

22 2Cu + O 2 2CuO 2 moles1 mole 12 moles? moles 22

23 2Cu + O 2 2CuO 2 mol 127,10 g159,10 g 88,97 g? g ? mol 23

24 2Cu + O 2 2CuO 127,10 g159,10 g ? g63,64 g 24

25 yc Alloprof vidéo stoechiometrie 8 min yc 25

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27 Les réactions exothermiques sont des transformations chimiques qui dégagent de lénergie dans le milieu environnant Les réactions endothermiques sont des transformations chimiques qui absorbent de lénergie provenant du milieu environnant Les réactions exothermiques sont des transformations chimiques qui dégagent de lénergie dans le milieu environnant Les réactions endothermiques sont des transformations chimiques qui absorbent de lénergie provenant du milieu environnant 27

28 Il est donc souvent possible de distinguer les 2 types de réactions en mesurant la variation de température du milieu environnant… Si la température du milieu environnant augmente, la réaction est exothermique Si la température du milieu environnant diminue, la réaction est endothermique Il est donc souvent possible de distinguer les 2 types de réactions en mesurant la variation de température du milieu environnant… Si la température du milieu environnant augmente, la réaction est exothermique Si la température du milieu environnant diminue, la réaction est endothermique 28

29 Ce quil faut savoir sur les liaisons… Il faut toujours fournir de lénergie pour briser une liaison chimique La formation dune nouvelle liaison saccompagne toujours dune libération dénergie La différence entre lénergie totale absorbée lors du bris des liaisons des réactifs et lénergie totale dégagée lors de la formation des nouvelles liaisons permet de déterminer si la réaction est de type endothermique ou de type exothermique Ce quil faut savoir sur les liaisons… Il faut toujours fournir de lénergie pour briser une liaison chimique La formation dune nouvelle liaison saccompagne toujours dune libération dénergie La différence entre lénergie totale absorbée lors du bris des liaisons des réactifs et lénergie totale dégagée lors de la formation des nouvelles liaisons permet de déterminer si la réaction est de type endothermique ou de type exothermique 29

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32 Réaction endothermiqueRéaction exothermique Absorbe de lénergieDégage de lénergie La température de lenvironnement diminue La température de lenvironnement augmente Lénergie chimique totale contenue dans les produits est plus élevée que lénergie chimique totale contenue dans les réactifs Lénergie chimique totale contenue dans les réactifs est plus élevée que lénergie chimique totale contenue dans les produits Lénergie apparait à gauche dans léquation chimique Lénergie apparait à droite dans léquation chimique 32

33 1. Calculer la quantité totale dénergie que doivent absorber les molécules des réactifs pour briser leurs liaisons chimiques 2. Calculer la quantité totale dénergie qui se dégage lors de la formation des liaisons chimiques dans les molécules des produits 3. Faire le bilan énergétique (énergie des réactifs) moins (énergie des produits) Une valeur négative indique une réaction exothermique Une valeur positive indique une réaction endothermique 1. Calculer la quantité totale dénergie que doivent absorber les molécules des réactifs pour briser leurs liaisons chimiques 2. Calculer la quantité totale dénergie qui se dégage lors de la formation des liaisons chimiques dans les molécules des produits 3. Faire le bilan énergétique (énergie des réactifs) moins (énergie des produits) Une valeur négative indique une réaction exothermique Une valeur positive indique une réaction endothermique 33

34 voir p OBS CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Les réactifs CH 4 : 4 liaisons simples C-H 4 x 414 kJ 2O 2 : 2 liaisons doubles O=O 2 x 498 kJ Énergie totale absorbée par les réactifs pour briser les liaisons de leurs molécules : (4 x 414) + (2 x 498) = 2652 kJ voir p OBS CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Les réactifs CH 4 : 4 liaisons simples C-H 4 x 414 kJ 2O 2 : 2 liaisons doubles O=O 2 x 498 kJ Énergie totale absorbée par les réactifs pour briser les liaisons de leurs molécules : (4 x 414) + (2 x 498) = 2652 kJ 34

35 Les produits CO 2 : 2 liaisons doubles C=O 2 x 741 kJ 2H 2 O : 4 liaisons simples O-H 4 x 464 kJ Énergie totale dégagée par les produits lors de la formation des liaisons de leurs molécules : (2 x 741) + (4 x 464) = 3338 kJ Les produits CO 2 : 2 liaisons doubles C=O 2 x 741 kJ 2H 2 O : 4 liaisons simples O-H 4 x 464 kJ Énergie totale dégagée par les produits lors de la formation des liaisons de leurs molécules : (2 x 741) + (4 x 464) = 3338 kJ 35

36 Bilan énergétique (Énergie absorbée par les réactifs) moins (énergie dégagée par les produits) 2652 kJ – 3338 kJ = -686 kJ La combustion du méthane est donc une réaction exothermique qui dégage 686 kJ/mol de CH 4 CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O kJ Bilan énergétique (Énergie absorbée par les réactifs) moins (énergie dégagée par les produits) 2652 kJ – 3338 kJ = -686 kJ La combustion du méthane est donc une réaction exothermique qui dégage 686 kJ/mol de CH 4 CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O kJ 36

37 Quelle quantité dénergie sera dégagée lors de la formation de 81,6 g dammoniac? Équation squelette: N 2 + H 2 NH 3 Équation balancée: N 2 + 3H 2 2NH 3 Nombre de moles de NH 3 ? n = m/M alors … n = 81,6 g/ 17 g/mol … n = 4,8 mol Quelle quantité dénergie sera dégagée lors de la formation de 81,6 g dammoniac? Équation squelette: N 2 + H 2 NH 3 Équation balancée: N 2 + 3H 2 2NH 3 Nombre de moles de NH 3 ? n = m/M alors … n = 81,6 g/ 17 g/mol … n = 4,8 mol 37

38 Les réactifs N 2 : 1 liaison triple N-N 946 kJ 3H 2 : 3 liaisons simples H-H 3 x 435 kJ Énergie totale absorbée par les réactifs pour briser les liaisons de leurs molécules : (3 x 435) = 2251 kJ Les réactifs N 2 : 1 liaison triple N-N 946 kJ 3H 2 : 3 liaisons simples H-H 3 x 435 kJ Énergie totale absorbée par les réactifs pour briser les liaisons de leurs molécules : (3 x 435) = 2251 kJ 38

39 Les produits 2NH 3 : 6 liaisons simples N-H 6 x 389 kJ Énergie totale dégagée lors de la formation des liaisons des molécules du produit : (6 x 389) = 2334 kJ Les produits 2NH 3 : 6 liaisons simples N-H 6 x 389 kJ Énergie totale dégagée lors de la formation des liaisons des molécules du produit : (6 x 389) = 2334 kJ 39

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42 Les synthèses et les décompositions Les précipitations Les neutralisations acidobasiques Loxydation La combustion La respiration cellulaire La photosynthèse Les synthèses et les décompositions Les précipitations Les neutralisations acidobasiques Loxydation La combustion La respiration cellulaire La photosynthèse 42

43 Lors dune synthèse, 2 ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit (ou plus) Ex : la synthèse du dioxyde dazote N 2(g) + 2O 2(g) 2NO 2(g) Lors dune décomposition, un composé se sépare en 2 ou plusieurs composés ou éléments Ex : lélectrolyse de leau 2H 2 O (l) 2H 2(g) + O 2(g) Lors dune synthèse, 2 ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit (ou plus) Ex : la synthèse du dioxyde dazote N 2(g) + 2O 2(g) 2NO 2(g) Lors dune décomposition, un composé se sépare en 2 ou plusieurs composés ou éléments Ex : lélectrolyse de leau 2H 2 O (l) 2H 2(g) + O 2(g) 43

44 Il y a précipitation lorsquun solide insoluble se forme lors du mélange de 2 solutions homogènes Le solide insoluble se nomme le précipité Il est possible de prédire la formation ou non dun précipité en consultant un tableau de solubilité des composés ioniques (OBS 118) Il y a précipitation lorsquun solide insoluble se forme lors du mélange de 2 solutions homogènes Le solide insoluble se nomme le précipité Il est possible de prédire la formation ou non dun précipité en consultant un tableau de solubilité des composés ioniques (OBS 118) 44

45 NaCl (aq) + AgNO 3(aq) AgCl (s) + NaNO 3(aq) 2KI (aq) + Pb(NO 3 ) 2(aq) PbI 2(s) + 2KNO 3(aq) wf wf 45

46 Il sagit dune transformation chimique dans laquelle un acide réagit avec une base pour former un sel et de leau Pour neutraliser une solution acide, on lui ajoute une solution alcaline (basique) : le mélange final sera une solution neutre lorsque les 2 quantités dions (H + pour lacide et OH - pour la base) seront en quantités égales OBS p

47 Acide (aq) + Base (aq) Sel (aq) + Eau (l) HF (aq) + KOH (aq) KF (aq) + H 2 O (l) H 2 SO 4(aq) + Mg(OH) 2(aq) MgSO 4(aq) + 2H 2 O (l) 2HBr (aq) + Ca(OH) 2(aq) CaBr 2(aq) + 2H 2 O (l) Acide (aq) + Base (aq) Sel (aq) + Eau (l) HF (aq) + KOH (aq) KF (aq) + H 2 O (l) H 2 SO 4(aq) + Mg(OH) 2(aq) MgSO 4(aq) + 2H 2 O (l) 2HBr (aq) + Ca(OH) 2(aq) CaBr 2(aq) + 2H 2 O (l) 47

48 Ce sont des transformations chimiques dans lesquelles loxygène (ou un élément oxydant qui joue un rôle semblable (Cl ou Br par exemple) est impliqué. Loxydant arrache un ou des électrons à lélément oxydé et ensemble ils forment un oxyde. Ex : 4Fe (s) + 3O 2 (g) 2 Fe 2 O 3 (s) Ce sont des transformations chimiques dans lesquelles loxygène (ou un élément oxydant qui joue un rôle semblable (Cl ou Br par exemple) est impliqué. Loxydant arrache un ou des électrons à lélément oxydé et ensemble ils forment un oxyde. Ex : 4Fe (s) + 3O 2 (g) 2 Fe 2 O 3 (s) 48

49 Les métaux soxydent rapidement en présence dhumidité) 49

50 Le vin et les aliments soxydent la pomme brunit le gout du vin est altéré parce quil réagit avec loxygène de lair La lumière accélère loxydation des huiles et de la bière les fabricants de bières utilisent des contenants foncés et placent les bouteilles dans des boites de carton pour diminuer lexposition à la lumière Le vin et les aliments soxydent la pomme brunit le gout du vin est altéré parce quil réagit avec loxygène de lair La lumière accélère loxydation des huiles et de la bière les fabricants de bières utilisent des contenants foncés et placent les bouteilles dans des boites de carton pour diminuer lexposition à la lumière 50

51 Les combustions sont des oxydations qui libèrent de lénergie Ex … Le bois qui brule Le fer qui rouille La respiration cellulaire Les combustions sont des oxydations qui libèrent de lénergie Ex … Le bois qui brule Le fer qui rouille La respiration cellulaire 51

52 Présence de comburant Présence de combustible Latteinte de la température dignition Ex : C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) 3CO 2 (g) + 4H 2 O (l) + Énergie Présence de comburant Présence de combustible Latteinte de la température dignition Ex : C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) 3CO 2 (g) + 4H 2 O (l) + Énergie ajout dénergie extérieure pour atteindre la TI 52

53 Le comburant (loxygène est le plus répandu) est une substance capable dentrer en réaction avec un combustible afin de lui faire libérer une partie de lénergie chimique quil stocke Il est essentiel pour alimenter la combustion Le comburant (loxygène est le plus répandu) est une substance capable dentrer en réaction avec un combustible afin de lui faire libérer une partie de lénergie chimique quil stocke Il est essentiel pour alimenter la combustion 53

54 Le combustible est une substance qui a la capacité de soxyder en transformant son énergie chimique en énergie thermique 54

55 La température dignition est la température nécessaire pour que la combustion samorce (elle est différente pour chaque combustible) La température dignition du bois (cest-à-dire la température quil faut atteindre pour quil senflamme) est de 250 °C pour la plupart des résineux et de 350 °C pour les feuillus. (Wikipedia). La température dignition est la température nécessaire pour que la combustion samorce (elle est différente pour chaque combustible) La température dignition du bois (cest-à-dire la température quil faut atteindre pour quil senflamme) est de 250 °C pour la plupart des résineux et de 350 °C pour les feuillus. (Wikipedia). 55

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57 Combustion vive Combustion spontanée Combustion lente Combustion vive Combustion spontanée Combustion lente 57

58 Elle est spectaculaire et libère beaucoup dénergie (thermique et lumineuse) en un court laps de temps Feu de bois, combustion de lessence… Elle est spectaculaire et libère beaucoup dénergie (thermique et lumineuse) en un court laps de temps Feu de bois, combustion de lessence… 58

59 Cest une combustion vive et imprévisible dans laquelle le combustible atteint sa température dignition sans apport extérieur dénergie Ex ; marmite dhuile sur une cuisinière Cest une combustion vive et imprévisible dans laquelle le combustible atteint sa température dignition sans apport extérieur dénergie Ex ; marmite dhuile sur une cuisinière 59

60 Combustion qui se produit lentement, sur une relativement longue période de temps Exemples: décomposition, respiration cellulaire et corrosion Combustion qui se produit lentement, sur une relativement longue période de temps Exemples: décomposition, respiration cellulaire et corrosion Corrosion du cuivre 60

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62 Il sagit dun transformation chimique au cours de laquelle lénergie rayonnante du soleil est transformée en énergie chimique (énergie stockée dans les liaisons chimiques intramoléculaires). 62 portail/labo/carbone/photosyntese.html

63 Des cellules végétales spécialisées contiennent un pigment (une substance colorée) vert qui se nomme la chlorophylle. Ce pigment capte lénergie des rayons solaires pour produire du glucose et du dioxygène à partir de leau pompée du sol et du dioxyde de carbone capté dans lair. 6CO 2 (g) + 6H 2 O (l) + Énergie C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) Des cellules végétales spécialisées contiennent un pigment (une substance colorée) vert qui se nomme la chlorophylle. Ce pigment capte lénergie des rayons solaires pour produire du glucose et du dioxygène à partir de leau pompée du sol et du dioxyde de carbone capté dans lair. 6CO 2 (g) + 6H 2 O (l) + Énergie C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) 63

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65 Cest la réaction inverse de la photosynthèse Les produits de la photosynthèse sont les réactifs de la respiration cellulaire et vice versa. Il sagit dune combustion lente (ou une oxydation) qui se produits dans les cellules des organismes vivants hétérotrophes (organismes vivants incapables de produire eux-mêmes leur nourriture) Cest la réaction inverse de la photosynthèse Les produits de la photosynthèse sont les réactifs de la respiration cellulaire et vice versa. Il sagit dune combustion lente (ou une oxydation) qui se produits dans les cellules des organismes vivants hétérotrophes (organismes vivants incapables de produire eux-mêmes leur nourriture) 65

66 C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) 6CO 2 (g) + 6H 2 O (l) + Énergie 66

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68 Les halocarbures sont des substances chimiques composées entre autres, d'halogène (brome, chlore avec ou sans fluor) et de carbone. Ils sont utilisés comme réfrigérants dans les systèmes de climatisation et de réfrigération, comme agents extincteurs dans les systèmes d'extinction d'incendie, et comme agents gonflants pour la fabrication des mousses. On les emploie aussi comme solvants. Les halocarbures posent un double problème environnemental, car la plupart d'entre eux contribuent à l'appauvrissement de la couche d'ozone et sont des gaz à effet de serre qui contribuent aux changements climatiques. 68


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