Les réactions de déplacement simple A + BC  B + AC A + BC  B + AC Type de réaction pendant laquelle un élément remplace un autre élément dans un composé.

Les types de réactions de déplacement simple Un élément métallique déplace un autre élément métallique d’un composé ionique. Un non-métal remplace un autre non-métal d’un composé ionique. Un métal déplace l’hydrogène dans un acide ou dans l’eau. 2

Un élément métallique déplace un autre élément métallique d’un composé ionique. Exemple: Cuivre+nitrate d’argent  Nitrate de cuivre(II)+argent Cu (s) + 2AgNO 3(aq)  Cu(NO3) 2(aq) + 2Ag (s) Il se peut qu’il n’y ai pas de réaction dans certains cas. Voir tableau de la série d’activités des métaux. 3

4 Tableau 4.1 La série d’activité de métaux page 164 du manuel. Li à Na déplace H contenu dans l’eau. Pb à Li déplace H contenu dans les acides.

Les réactions de déplacement simple A + BC  B + AC A + BC  B + AC Type de réaction au cours de laquelle un métal plus réactif en déplace un autre moins réactif dans un composé Référence: Apprentissage électronique en ligne CSDCCS

6 La série de réactivité des métaux LiKBaCaNaMgAlZnCrFeCdCoNiSnPbHCuHgAgPtAu + réactif- réactif La série de réactivité des métaux nous permet de déterminer les métaux les plus réactifs, c’est-à-dire ceux qui déplaceront les métaux moins réactifs dans une réaction de déplacement simple. Voici un exemple : Mg+ Zn Le magnésium est plus réactif que le zinc. Il sera donc en mesure de le remplacer dans la réaction pour former un composé avec le chlore. MgCl 2 Mg + ZnCl 2  MgCl 2 + Zn Le magnésium a déplacé le zinc qui se trouve maintenant seul du côté des produits. Il faut maintenant vérifier si l’équation est équilibrée. Dans ce cas-ci, elle l’est. Voir autre exemple à la page 163 du manuel.

7 La série de réactivité des métaux LiKBaCaNaMgAlZnCrFeCdCoNiSnPbHCuHgAgPtAu + réactif- réactif Faisons un autre exemple. Cu+ Co Le cuivre est moins réactif que le cobalt. Il ne sera donc pas en mesure de le remplacer dans le composé, c’est-à-dire qu’il n’y aura aucune réaction. Voir autre exemple à la page 164 du manuel. Cu(NO 3 ) 2 Cu + Co(NO 3 ) 2  AR On représente le fait qu’il n’y a aucune réaction par les lettres AR.

Résumé des étapes à suivre Détermine si le métal seul est plus réactif que celui dans le composé. Si oui, il y aura une réaction. Si non, écris AR du côté des produits. Déplace le métal réactif et place-le du côté des produits avec le non- métal. Équilibre la formule chimique du nouveau composé à l’aide des charges ioniques. Place ensuite le métal déplacé, maintenant seul, du côté des produits. Équilibre l’équation au complet. 8 K + PbS  K est plus réactif que Pb. Il y aura une réaction. K + Pb S  K 2 S K + Pb S  K 2 S + Pb K + PbS  K 2 S + Pb Il faut s’assurer que la formule chimique est équilibrée.

Vidéo de 2 réactions de déplacement simple. MKc MKc 9

Un métal déplace l’hydrogène d’un acide ou de l’eau. L’hydrogène fait partie de la série d’activité des métaux même s’il n’est pas un métal car son électron de valence unique, lui permet de former un cation chargé 1+ (H + ). Les déplacements de l’hydrogène surviennent dans les acides ou dans l’eau. Quand l’hydrogène est remplacé par un métal, il forme de l’hydrogène gazeux (H 2(g) ) Dans un acide ex. HCl, il y aura formation d’ions H + et d’ions Cl -. Dans l’eau, il y aura formation d’ions H + et d’ions OH -. 10

Le déplacement de l’hydrogène dans un acide L’hydrogène est inclus dans la série d’activité. Le magnésium peut déplacer l’hydrogène d’un acide. Mg (s) + 2HCl (aq)  MgCl 2(aq)+ H 2(g) Voir fig. 4.5 page 166 du manuel. Qu’arrive-t-il si tu ajoutes du cuivre à une solution d’acide chlorhydrique? Nomme un autre métal qui pourrait déplacer l’hydrogène dans un acide. 11

Le déplacement de l’hydrogène dans l’eau L’hydrogène peut aussi être déplacé par un métal dans l’eau. Cependant les atomes d’hydrogène de l’eau sont plus difficile à déplacer que dans un acide. Les métaux les plus réactifs sont les seuls à pouvoir causer se déplacement. Ex. Voir fig. 4.6 page 167 du manuel. 12

Un non-métal déplace un non-métal d’un composé ionique. Les halogènes peuvent aussi participer à des réactions de déplacement simples si un des réactifs est une molécule halogène diatomique et l’autre un composé ionique contenant un halogène. Voir tableau 4.2. page 168 du manuel. 13

Pratiquons-nous 14 Laquelle des réaction n’aura pas lieu?

Pratiquons-nous 15 Exercices : Indiquez si les réactions suivantes auront lieu. Le cas échéant, complétez et équilibrez la réaction.

Pratiquons-nous-Corrigé 16

Devoir 17 Complète les exercices page 169 #1-10 sauf #5 Regarde l’exemple de problème page 169 pour t’aider.

Les réactions de déplacement double AB + CD  AD + CB AB + CD  AD + CB Type de réaction au cours de laquelle deux composés ioniques s’échangent leurs cations (ions positifs) pour former deux nouveaux composés. Note: A et C sont des cations. Donc B et D sont des anions.

19 Pb I (s) + KNO 3 (aq) K I (aq) Pb(NO 3 ) 2 (aq) +  Voici une équation de déplacement double. En général, les réactifs dans ce type de réaction sont sous forme aqueuse Étapes pour déterminer le résultat de la réaction 1)Détermine la charge ionique de chacun des ions dans les composés. 2)Déplace les ions du côté des produits : un cation doit aller avec un anion. 3)Équilibre la formule chimique des nouveaux composés selon les charges. 4)Équilibre l’équation au complet. 5)Détermine si un solide est formé au cours de la réaction. Pour le moment, cette information est fournie dans le problème. Dans l’unité 4, tu apprendras à le déterminer toi-même. Dans cette équation, l’iodure de plomb (II) est un précipité, donc son état est solide : (s) Référence: apprentissage électronique en ligne CSDCCS

20 En laboratoire, on sait qu’un déplacement double a eu lieu…  s’il y a formation d’un précipité (un composé solide).  s’il y a formation d’un gaz.  s’il y a production d’eau. Le changement de couleur peut aussi être un indice. À toi de jouer maintenant! Exerce-toi à trouver le résultat des réactions de déplacement double.

Les réactions qui forment un précipité Précipité : solide insoluble formé par une réaction chimique entre 2 composés solubles. Exemple: Nitrate d’argent+chlorure de sodium  chlorure d’argent+ Nitrate de sodium AgNO 3(aq)+ NaCl (aq)  AgCl (s) +NaNO 3(aq) Pour les règles de solubilité dans l’eau des composés ioniques voir le tableau 4.3 à la page 174. Les composés peu et pas solubles dans l’eau forment des précipités. 21

Règles de solubilité Voir exemple de problème à la page

Pratiquons-nous L’hydroxyde de calcium est-il soluble ? Qu’arrive-t-il au composés suivants lorsqu’on les ajoute à l’eau ? Sulfure d’aluminium Chlorure de magnésium Hydroxyde de cuivre (II) Iodure de plomb (II) 23

Pratiquons-nous Est-ce que cette réaction se produira? Si oui, quel seront les produits de cette réaction? (NH 4 ) 2 S (aq) + FeSO 4 (aq)  24

Pratiquons-nous Est-ce que cette réaction se produira? Si oui, quel seront les produits de cette réaction? Réponse: (NH 4 ) 2 S (aq) + FeSO 4 (aq)  FeS (s) + (NH 4 ) 2 SO 4 (aq) 25

Les réactions qui forment un gaz Ce type de réaction a lieu lorsqu’un des produits de la réaction de déplacement se décompose pour former un gaz et de l’eau. Dans ce type de réaction, il y aura formation de dioxyde de carbone ou d’ammoniac gazeux: 26

Les réactions qui forment du CO 2 Exemple: acide acétique +hydrogénocarbonate  acétate de sodium + acide carbonique de sodium CH 3 COOH (aq) + NaHCO 3 (s)  NaCH 3 COO (aq) + H 2 CO 3 (aq) L’acide carbonique formé dans la première réaction se décompose comme ceci: H 2 CO 3 (aq)  CO 2 (g) + H 2 O (l) Équation chimique équilibrée de cette réaction: acide acétique +hydrogénocarbonate  acétate de sodium + dioxyde de + eau de sodium carbone CH 3 COOH (aq) + NaHCO 3 (s)  NaCH 3 COO (aq) + CO 2 (g) + H 2 O (l) 27

Les réactions qui forment du NH 3(g) Exemple: Chlorure d’ammonium + hydroxyde de sodium  Chlorure de sodium + hydroxide d’ammonium NH 4 Cl (aq) + NaOH (aq)  NaCl (aq) + NH 4 OH (aq) L’hydroxide d’ammonium formé dans la première réaction se décompose comme ceci: hydroxide  ammoniac + eau d’ammonium NH 4 OH (aq)  NH 3 (g) + H 2 O (l) Chlorure d’ammonium + hydroxyde de sodium  Chlorure de sodium + ammoniac+eau NH 4 Cl (aq) + NaOH (aq)  NaCl (aq) +NH 3 (g) + H 2 O (l) Voir tableau 4.4 page 177 et exemple page

Les réactions qui forment de l’eau Un acide réagit avec une base Réaction de neutralisation (pH = 7) Exemple: Acide + hydroxyde de calcium  sulfate + eau Sulfurique de calcium H 2 SO 4 (aq) + Ca(OH) 2 (aq)  CaSO 4 (s) + 2H 2 O (l) 29

Exercices Complète les exercices page 175 #11-14 et page 179 #

Les réactions chimiques et les procédés chimiques 1.Les réactions aluminothermiques: L’aluminothermie est la production de hautes température - plus de °C – par une réaction exothermique d’aluminium en poudre sur divers oxydes métalliques L’une des utilisations la plus commune est le soudage des rails de chemin de fer Oxyde de fer + aluminium → fer+ oxyde d’aluminium 3Fe 3 O 4(s) + 2 Al (s) → 9 Fe (l) + 4Al 2 O 3(s) rx de déplacement simple Fig 4.13 page

Les réactions chimiques et les procédés chimiques 1.Les réactions aluminothermiques (suite): Une autre utilisations est la production de cuivre pur pour le soudage des conducteurs électriques. Oxyde de cuivre(II) + aluminium → cuivre+ oxyde d’aluminium 3CuO (s) + 2 Al (s) → 3 Cu (l) + Al 2 O 3(s) rx de déplacement simple 32

Les réactions chimiques et les procédés chimiques 2- L’extraction du magnésium de l’eau de mer Étapes de l’extraction: 1.La décomposition du carbonate de calcium de coquillage produit de l’oxyde de calcium 2.Oxyde de calcium et l’eau produit de l’hydroxyde de calcium(synthèse) 3.Le mélange de l’hydroxyde de calcium avec l’eau de mer forme un précipité d’hydroxyde de magnésium.(déplacement double) 4.La neutralisation entre l’hydroxyde d magnésium et l’acide chlorhydrique produit du chlorure de magnésium.(d.d) 5.La décomposition de chlorure de magnésium produit du magnésium et du chlore. 33

Les réactions chimiques et les procédés chimiques 2- L’extraction du magnésium de l’eau de mer (suite) Le magnésium est utilisé pour la fabrication des alliages aluminium-magnésium dans la fabrication de :canette, appareils électroniques et kayak. 34

Évaluations Évaluation formative: Page 209 #1-8;page 210 #11- 18,20,21,24,25,26;page: 211 #27,28,29,30,31,32,33,38,42 et 50 Laboratoire sommatif sur les réactions chimiques: Mardi le 13 octobre 2015 Évaluation sommative jeudi le 15 octobre