Les transformations chimiques Chapitre 5 : I. Modèle moléculaire Coller activité expérimentale 1 « Modèle de l’atome et de la molécule » http://www.youtube.com/watch?v=7W5pzJ1emaI

1) Les atomes L’atome est la plus petite particule de matière. Comme il y a différents types d’atomes (118), on les modélise par des petites boules de couleurs différentes et de tailles différentes et on leur donne un symbole. Modèle de l’atome   Nom Carbone Hydrogène Oxygène Azote Symbole C H O N

2) Les molécules Dans la majorité des cas, les atomes ne restent pas seuls, ils s’assemblent pour former des molécules. Les molécules sont donc constituées par des assemblages d’atomes liés entre eux par des liaisons chimiques. On représente les molécules par une formule et un modèle moléculaire.  Exemples : Les gaz dioxygène, dihydrogène, dioxyde de carbone et méthane et l’eau liquide sont constitués de molécules.  

Formule chimique de la molécule Modèle de la molécule   Nom de la molécule Eau Dioxygène Diazote Dioxyde de carbone Méthane Butane Formule chimique de la molécule H2O O2 N2 CO2 CH4 C4H10 Que représentent les chiffres en indice ? Ils indiquent le nombre d’atomes dans la molécule. Exemple : Dans H2O, il y a 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène. Que représentent les lettres ? Elles indiquent le nom des atomes dans la molécule. Quand il n’y a pas de chiffre en indice, que cela signifie-t-il ? Il est sous-entendu « 1 ».

Même formule mais agencement des atomes  Exercice d’application : Donne la formule chimique des molécules suivantes Modèle moléculaire Formule chimique   Nom Ethanol Eau oxygénée Propane Ethane Acide acétique C2H6O H2O2 C3H8 C2H6 C2H4O2 Même formule mais agencement des atomes  Modèle moléculaire Formule chimique   Nom Dioxyde d’azote Ethanamide dihydrogène Ethylamine Ether méthylique NO2 C2H5NO H2 C2H7N C2H6O

Regardons ce qu’il se passe… II. Transformation chimique Exemple : Combustion du carbone dans le dioxygène Prenons un cas particulier: - 9 molécules de dioxygène - 9 atomes de carbone Regardons ce qu’il se passe…

Avant la combustion Le bocal contient : du dioxygène du carbone

Démarrage de la combustion source de chaleur

Combustion du carbone = réorganisation des atomes

Combustion du carbone = réorganisation des atomes

Après la combustion

des molécules de dioxyde de carbone Après la combustion Le bocal contient des molécules de dioxyde de carbone

 Avant la transformation Après la transformation +  Les 9 atomes de carbone ont pu s’associer aux 9 molécules de dioxygène : Il ne reste ni carbone ni dioxygène mais seulement du dioxyde de carbone (9).

C O2 CO2 Ecriture de l’équation-bilan de la combustion du carbone + Réaction : carbone dioxygène + dioxyde de carbone + Equation-bilan de la combustion : C + O2 CO2

Regardons ce qu’il se passe… Mettons cette fois-ci beaucoup de carbone dans un tout petit peu de dioxygène Regardons ce qu’il se passe…

Avant la combustion Le bocal contient : du dioxygène du carbone

Démarrage de la combustion source de chaleur

Combustion du carbone = réorganisation des atomes

Combustion du carbone = réorganisation des atomes

Après la combustion

Après la combustion des molécules de dioxyde de carbone Le bocal contient : des molécules de dioxyde de carbone des atomes de carbone qui n’ont pas réagi

 Avant la réaction Après la réaction Certains atomes de carbone n’ont pas réagi  il reste du carbone. Le carbone est en excès.

Regardons ce qu’il se passe… Mettons cette fois-ci peu de carbone dans beaucoup de dioxygène Regardons ce qu’il se passe…

Avant la combustion Le bocal contient : du dioxygène du carbone

Démarrage de la combustion source de chaleur

Combustion du carbone = réorganisation des atomes

Combustion du carbone = réorganisation des atomes

Après la combustion molécules de dioxyde de carbone molécules de dioxygène qui n’ont pas réagi

Après la combustion

 Avant la transformation Après la transformation Certaines molécules de dioxygène n’ont pas réagi  il reste du dioxygène. Le dioxygène est en excès.

Une transformation chimique s’arrête quand un des réactifs a totalement disparu.

1) Combustion du carbone dans le dioxygène Molécule de dioxygène Atome de carbone Molécule de dioxyde de carbone Etat initial Etat final 2) Combustion du méthane dans le dioxygène Molécule de dioxygène Molécule de dioxyde de carbone Molécule d’eau Molécule de méthane Etat initial Etat final CONCLUSION : Au cours d’une transformation chimique :  Les molécules des réactifs disparaissent pour former de nouvelles molécules, les produits.  Le nombre d’atomes de chaque sorte ne change pas, ils se réarrangent entre eux pour former de nouvelles molécules. Il y a CONSERVATION des atomes lors d’une transformation chimique.

III. Ecriture de la transformation chimique 1) Combustion du carbone Dioxygène Carbone Dioxyde de Carbone O2 C CO2 Coller fiche méthode « Equilibrer une équation chimique »

Exemple de la combustion du méthane B) Combustion du méthane CH4 Coller activité « exercices d’application Equilibrer une équation chimique » Cas général Exemple de la combustion du méthane 1/ Ecrire le bilan de la transformation chimique avec des mots. méthane + dioxygène → dioxyde de carbone + eau 2/ Remplacer chaque molécule par sa formule chimique. CH4 + O2 → CO2 + H2O 3/ Compter les atomes de chaque sorte : compter à gauche, puis à droite. Si l’on ne trouve pas les mêmes nombres à gauche et à droite, la réaction n’est pas équilibrée. Réactifs Produits 1 atome C 4 atomes H 2 atomes O 2 atomes H 3 atomes O 4/ Commencer par équilibrer le C à gauche et à droite. Equilibrer l’atome C (présents dans CH4 et CO2) 5/ Continuer en équilibrant le H à gauche et à droite. Equilibrer l’atome H (présents dans CH4 et H2O) CH4 + O2 → CO2 + 2 H2O 6/ Finir en équilibrant le O et en commençant par la droite. Si vous ne tombez pas sur un entier, vous multiplierez toute l’équation par 2 CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O 7/ Vérifier en comptant les atomes de chaque sorte. 4 atomes O

L’équation de la réaction précise le sens de la transformation des atomes par des nombres placés devant les formules.

IV. Conservation de la masse Coller activité expérimentale 2 « Sauvetage de Tintin » La masse ne change pas au cours d’une transformation chimique. Antoine LAVOISIER (18ème siècle), père de la chimie moderne, a écrit une phrase qui est devenue très célèbre : «  Rien ne se perds, rien ne se crée, tout se transforme ». Il y a conservation des atomes de chaque sorte durant une réaction chimique : ce qui change c’est leur arrangement.