Distinction entre espèces chimiques et éléments chimiques

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1 Distinction entre espèces chimiques et éléments chimiques
Entité (entity): Ce mot est utilisé dans le cadre d'une description à l'échelle atomique. Ce peut être une molécule(molecule), un atome (atom), un ion, un électrons, ... Espèce chimique (Chemical species) : Mot utilisé dans le cadre d'une description macroscopique. Ensemble d'entités moléculaires (CO2, H2O), ionques (Cl-, Na+) ou atomiques (He, Cu, Fe) identiques. Elément chimiques (chemical elements) : Ensemble d'entité atomiques caractérisées par une valeur du numéro atomique (atomic number) (H, C, O, Fe, Cu ...). Ce sont les éléments du tableau périodique (periodic table).

2 Le système chimique et sa transformation
Un système chimique est constitué d'espèces chimiques; il est caractérisé par la nature, l'état et ces espèces et par sa composition Une transformation chimique a lieu chaque fois qu'un nouvelle espèce chimique apparaît ou chaque fois qu'une espèce chimique disparaît. Une espèce chimique qui apparaît s'appelle un produit (product) et une espèce chimique qui disparaît, totalement ou partiellement, s'appelle un réactif (reactant). Prenons l'exemple de la combustion du gaz de ville (méthane CH4) dans l'air Système chimique dans etat final -composition N2(g) ; CO2(g) ; H2O(g) -température 800°C environ -pression atmosphérique 1 bar environ Système chimique dans l'état inital : -composition N2(g) ; O2(g) ; CH4(g) -température ambiante 20°C -pression atmosphérique 1 bar environ Transformation chimique Le système chimique évolue au cours du temps, en passant d'un état initial (instant ou il est crée) à un état final (instant ou il cesse d'évoluer).

3 La modélisation de la transformation chimique :
La réaction chimique et son équation chimique Une réaction chimique (chemical reaction) est l'évènement au cours duquel des réactifs se transforment en produits. L'équation chimique est l'écriture symbolique de la réaction chimique Lorsqu'on étudie une réaction chimique, on ignore les espèces chimiques du système chimique qui ne sont ni les réactifs ni les produits produits de la réaction. Ces espèces chimiques sont dites spectatrices et n'apparaîssent pas dans l'équation chimique (ici N2(g)) Réactifs O2(g) ; CH4(g) Produits CO2(g) ; H2O(g)

4 Lois de conservation pour une réaction chimique
- Les éléments chimiques se conservent. (Ici C ; H et O) - La charge électrique se conserve - La masse se conserve (masse des produits = masse des réactifs)

5 Comment ajuster les coefficients stoechiométriques dans une équation ?
CH4(g) O2(g) CO2(g) H2O(g) C : Ajustons l'élément carbone : On trouve un carbone à droite et un carbone à gauche. Pas de modification H : Ajustons l'élément hydrogène : 4 hydrogène à gauche, il faut donc deux molécules d'eau pour ajuster H. CH4(g) O2(g) CO2(g) H2O(g) O : Ajustons l'élément oxygène O : 2 oxygènes à gauche et 4 oxygènes à droite. Il faut donc 2 molécules de O2 pour ajuster l'élément oxygène CH4(g) O2(g) CO2(g) H2O(g)

6 CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g)
Résumé Système chimique dans l'état inital : -composition N2(g) ; O2(g) ; CH4(g) -température ambiante 20°C -pression atmosphérique 1 bar environ Transformation chimique Système chimique dans etat final -composition N2(g) ; CO2(g) ; H2O(g) -température 800°C environ -pression atmosphérique 1 bar environ Transformation chimique Réactifs O2(g) ; CH4(g) Produits CO2(g) ; H2O(g) CH4(g) O2(g) CO2(g) H2O(g)