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

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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 d’états  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 d’états  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 d’eau réactifs produits 5

6  Au cours d’une 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 d’eau  Au cours d’une 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 d’eau réactifsproduits 6

7  Cinq indices permettent de reconnaitre la présence d’une transformation chimique  Un dégagement gazeux  Un dégagement ou une absorption de chaleur  Un dégagement de lumière  Un changement de couleur  La formation d’un précipité  Cinq indices permettent de reconnaitre la présence d’une transformation chimique  Un dégagement gazeux  Un dégagement ou une absorption de chaleur  Un dégagement de lumière  Un changement de couleur  La formation d’un précipité 7

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9  Elle établit, qu’au cours d’une réaction chimique, la masse totale des réactifs est toujours égale à la masse totale des produits  En fait, …  la masse est conservée  le nombre d’atomes de chaque élément est conservé  le nombre de molécules n’est pas nécessairement conservé Antoine Laurent Lavoisier 1743-1794 9

10  Exemple  La masse totale des réactifs est égale à la masse totale des produits  Le nombre d’atomes 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 + 160 g → 132 g + 72 g 11 204 g = 204 g

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13  Balancer une équation chimique, c’est 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 4 + 2 Cl 2 → 4 HCl + C  1 CH 4 + 2 Cl 2 → 4 HCl + 1 C Équation balancée  CH 4 + 2 Cl 2 → 4 HCl + C 16

17  http://www.ostralo.net/equationschimiques/ pages/p2a.htm pour te pratiquer http://www.ostralo.net/equationschimiques/ pages/p2a.htm  http://www.youtube.com/watch?v=LNxS7aH 5QBs explication vidéo 8 min http://www.youtube.com/watch?v=LNxS7aH 5QBs 17

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19  La stœchiométrie est l’étude 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 : l’oxydation du cuivre (1) 2Cu + O 2 → 2CuO 2 atomes de cuivre1 molécule de dioxygène 2 molécules d’oxyde de cuivre 2 moles d’atomes de cuivre 1 mole de molécules de dioxygène 2 moles de molécules d’oxyde de cuivre 8 moles d’atomes de cuivre 4 moles de molécules de dioxygène 8 moles de molécules d’oxyde de cuivre « 2y » moles d’atomes de cuivre « y » moles de molécules de dioxygène « 2y » moles de molécules d’oxyde de cuivre 20

21 2Cu + O 2 → 2CuO 2 moles d’atomes de cuivre 1 mole de molécules de dioxygène 2 moles de molécules d’oxyde de cuivre 2 mol ∙ 63,55 g/mol1 mol ∙ (2 x 16,00 g/mol) 2 mol ∙ (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  Combien de moles d’oxyde de cuivre seront formées par l’oxydation de 88,97 g de cuivre en présence de tout l’oxygène nécessaire?  Combien de moles représentent 88,97 g?  127,10 g / 2 mol Cu = 88,97 g / ? mol Cu  (2 mol Cu ∙ 88,97 g) / 127,10 g = 1,4 mol Cu  Combien de moles de CuO seront produites?  2 mol Cu / 2 mol CuO = 1,4 mol Cu / ?  2 mol CuO ∙ 1,4 mol Cu / 2 mol Cu = 1,4 mol CuO 2Cu + O 2 → 2CuO 2 mol 127,10 g159,10 g 88,97 g ? mol 23

24 2Cu + O 2 → 2CuO 127,10 g159,10 g ? g63,55 g 24

25  Combien de grammes de cuivre seront nécessaires à la formation de 63,64 g d’oxyde de cuivre en présence de tout l’oxygène nécessaire?  Nombre de moles de CuO  79,55 g / 1 mol CuO = 63,64 g / ? mol CuO  1 mol CuO ∙ 63,64 g / 79,55 g = 0,8 mol CuO  Nombre de moles de Cu  2 mol Cu / 2 mol CuO = ? / 0,8 mol CuO  0,8 mol CuO ∙ 2 mol Cu / 2 mol CuO = 0,8 mol Cu  Masse de Cu  1 mol Cu / 63,64 g = 0,8 mol Cu / ?  63,64 g ∙ 0,8 mol Cu / 1 mol Cu = 50,91 g 2Cu + O 2 → 2CuO 127,10 g159,10 g ? g63,64 g 25

26  http://www.youtube.com/watch?v=ajk5bi7Tt yc Alloprof vidéo stœchiométrie 8 min http://www.youtube.com/watch?v=ajk5bi7Tt yc 26

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28  Les réactions exothermiques sont des transformations chimiques qui dégagent de l’énergie dans le milieu environnant  Les réactions endothermiques sont des transformations chimiques qui absorbent de l’énergie provenant du milieu environnant  Les réactions exothermiques sont des transformations chimiques qui dégagent de l’énergie dans le milieu environnant  Les réactions endothermiques sont des transformations chimiques qui absorbent de l’énergie provenant du milieu environnant 28

29  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 29

30 Réaction endothermiqueRéaction exothermique Absorbe de l’énergieDégage de l’énergie La température de l’environnement diminue La température de l’environnement augmente L’énergie chimique totale contenue dans les produits est plus élevée que l’énergie chimique totale contenue dans les réactifs L’énergie chimique totale contenue dans les réactifs est plus élevée que l’énergie chimique totale contenue dans les produits L’énergie apparait à gauche dans l’équation chimique L’énergie apparait à droite dans l’équation chimique 30

31  N 2(g) + 3H 2(g) → 2NH 3(g) + 94,5 kJ  Si on fait réagir 77 g de diazote avec tout le dihydrogène nécessaire, quelle quantité d’énergie se dégagera lors de la réaction?  1. Nb de mol de N 2 qui réagit… ▪ 1 mol N 2 / 28 g = ? mol N 2 / 77 g ▪ 77 g 1 mol ÷ 28 g = 2,75 mol  2. Quantité d’énergie dégagée… ▪ 1 mol N 2 / 94,5 kJ = 2,75 mol N 2 / ? kJ ▪ 94,5 kJ 2,75 mol ÷ 1 mol = 259,875 kJ 31

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33  Les synthèses et les décompositions  Les précipitations  Les neutralisations acidobasiques  L’oxydation  La combustion  La respiration cellulaire  La photosynthèse  Les synthèses et les décompositions  Les précipitations  Les neutralisations acidobasiques  L’oxydation  La combustion  La respiration cellulaire  La photosynthèse 33

34  Lors d’une synthèse, 2 ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit (ou plus)  Ex : la synthèse du dioxyde d’azote  N 2(g) + 2O 2(g) → 2NO 2(g)  Lors d’une décomposition, un composé se sépare en 2 ou plusieurs composés ou éléments  Ex : l’électrolyse de l’eau  2H 2 O (l) → 2H 2(g) + O 2(g)  Lors d’une synthèse, 2 ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit (ou plus)  Ex : la synthèse du dioxyde d’azote  N 2(g) + 2O 2(g) → 2NO 2(g)  Lors d’une décomposition, un composé se sépare en 2 ou plusieurs composés ou éléments  Ex : l’électrolyse de l’eau  2H 2 O (l) → 2H 2(g) + O 2(g) 34

35  Il y a précipitation lorsqu’un 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 d’un précipité en consultant un tableau de solubilité des composés ioniques (OBS 118)  Il y a précipitation lorsqu’un 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 d’un précipité en consultant un tableau de solubilité des composés ioniques (OBS 118) 35

36  NaCl (aq) + AgNO 3(aq) → AgCl (s) + NaNO 3(aq)  2KI (aq) + Pb(NO 3 ) 2(aq) → PbI 2(s) + 2KNO 3(aq)  http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/crm3s2_3.s wf http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/crm3s2_3.s wf 36

37  On mélange une solution contenant du nitrate d’argent en solution aqueuse avec une solution de dibromure de magnésium en solution aqueuse. Y aura-t-il précipitation? 37

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39  Écrire les réactif…  AgNO 3 + MgBr 2 → ?? + ??  Déduire les produits (échange de cations)…  AgNO 3 + MgBr 2 → AgBr + Mg(NO 3 ) 2  Balancer l’équation…  2AgNO 3 + MgBr 2 → 2AgBr + Mg(NO 3 ) 2  Vérifier la solubilité des 2 produits…  Ag Br est un sel insoluble 39

40  http://phet.colorado.edu/en/simulation/solub le-salts http://phet.colorado.edu/en/simulation/solub le-salts 40

41  Il s’agit d’une transformation chimique dans laquelle un acide réagit avec une base pour former un sel et de l’eau  Pour neutraliser une solution acide, on lui ajoute une solution alcaline (basique) : le mélange final sera une solution neutre lorsque les 2 quantités d’ions (H + pour l’acide et OH - pour la base) seront en quantités égales  OBS p 119 41

42  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) 42

43  Ce sont des transformations chimiques dans lesquelles l’oxygène (ou un élément oxydant qui joue un rôle semblable)  Les halogènes sont de puissants agents oxydants.  L’élément oxydant arrache un ou des électrons à l’élément oxydé et ensemble ils forment un oxyde.  Exemples d’oxydations  4Fe (s) + 3O 2 (g) → 2 Fe 2 O 3 (s)  Ca (s) + F 2(g) → CaF 2(s)  2Rb (s) + Cl 2(g) → RbCl (s)  Ce sont des transformations chimiques dans lesquelles l’oxygène (ou un élément oxydant qui joue un rôle semblable)  Les halogènes sont de puissants agents oxydants.  L’élément oxydant arrache un ou des électrons à l’élément oxydé et ensemble ils forment un oxyde.  Exemples d’oxydations  4Fe (s) + 3O 2 (g) → 2 Fe 2 O 3 (s)  Ca (s) + F 2(g) → CaF 2(s)  2Rb (s) + Cl 2(g) → RbCl (s) 43 Oxydes Oxydants

44  Les métaux s’oxydent rapidement en présence d’humidité) 44

45  Le vin et les aliments s’oxydent  la pomme brunit au contact du dioxygène de l’air  le gout du vin est altéré parce qu’il réagit avec le dioxygène de l’air  La lumière accélère l’oxydation 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 l’exposition à la lumière  Le vin et les aliments s’oxydent  la pomme brunit au contact du dioxygène de l’air  le gout du vin est altéré parce qu’il réagit avec le dioxygène de l’air  La lumière accélère l’oxydation 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 l’exposition à la lumière 45

46  Les combustions sont des réactions chimiques entre un combustible et un comburant. Elles libèrent de l’énergie.  Ex …  Le bois qui brule  L’essence qui s’enflamme  La chandelle qui brule  Les combustions sont des réactions chimiques entre un combustible et un comburant. Elles libèrent de l’énergie.  Ex …  Le bois qui brule  L’essence qui s’enflamme  La chandelle qui brule 46

47  Présence de comburant  Présence de combustible  L’atteinte de la température d’ignition  Ex : C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) → 3CO 2 (g) + 4H 2 O (l) + Énergie  Présence de comburant  Présence de combustible  L’atteinte de la température d’ignition  Ex : C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) → 3CO 2 (g) + 4H 2 O (l) + Énergie ajout d’énergie extérieure pour atteindre la TI 47

48  Un comburant (l’oxygène est le plus répandu) est une substance capable d’entrer en réaction avec un combustible afin de lui faire libérer une partie de l’énergie chimique qu’il stocke  Il est essentiel pour alimenter la combustion  Un comburant (l’oxygène est le plus répandu) est une substance capable d’entrer en réaction avec un combustible afin de lui faire libérer une partie de l’énergie chimique qu’il stocke  Il est essentiel pour alimenter la combustion 48

49  Le combustible est une substance qui a la capacité de s’oxyder en transformant son énergie chimique en énergie thermique 49

50  La température d’ignition est la température nécessaire pour que la combustion s’amorce (elle est différente pour chaque combustible)  La température d’ignition du bois (c’est-à-dire la température qu’il faut atteindre pour qu’il s’enflamme) est de 250 °C pour la plupart des résineux et de 350 °C pour les feuillus. (Wikipedia).  La température d’ignition est la température nécessaire pour que la combustion s’amorce (elle est différente pour chaque combustible)  La température d’ignition du bois (c’est-à-dire la température qu’il faut atteindre pour qu’il s’enflamme) est de 250 °C pour la plupart des résineux et de 350 °C pour les feuillus. (Wikipedia). 50

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52  Combustion vive  Combustion spontanée  Combustion lente  Combustion vive  Combustion spontanée  Combustion lente 52

53  Elle est spectaculaire et libère beaucoup d’énergie (thermique et lumineuse) en un court laps de temps  Feu de bois, combustion de l’essence…  Elle est spectaculaire et libère beaucoup d’énergie (thermique et lumineuse) en un court laps de temps  Feu de bois, combustion de l’essence… 53

54  C’est une combustion vive et imprévisible dans laquelle le combustible atteint sa température d’ignition sans apport extérieur d’énergie  Ex ; marmite d’huile sur une cuisinière  C’est une combustion vive et imprévisible dans laquelle le combustible atteint sa température d’ignition sans apport extérieur d’énergie  Ex ; marmite d’huile sur une cuisinière 54

55  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 55

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57  Il s’agit d’un transformation chimique au cours de laquelle l’énergie rayonnante du soleil est transformée en énergie chimique (énergie stockée dans les liaisons chimiques intramoléculaires). 57 http://archives.universcience.fr/francais/ala_cite/expo/tempo/planete/ portail/labo/carbone/photosyntese.html

58  Des cellules végétales spécialisées contiennent un pigment (une substance colorée) vert qui se nomme la chlorophylle.  Ce pigment capte l’énergie des rayons solaires pour produire du glucose et du dioxygène à partir de l’eau pompée du sol et du dioxyde de carbone capté dans l’air.  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 l’énergie des rayons solaires pour produire du glucose et du dioxygène à partir de l’eau pompée du sol et du dioxyde de carbone capté dans l’air.  6CO 2 (g) + 6H 2 O (l) + Énergie → C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) 58

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60  C’est la réaction inverse de la photosynthèse  Les produits de la photosynthèse sont les réactifs de la respiration cellulaire et vice versa.  Il s’agit d’une combustion lente (ou une oxydation) qui se produits dans les cellules des organismes vivants hétérotrophes (organismes vivants incapables de produire eux-mêmes leur nourriture)  C’est la réaction inverse de la photosynthèse  Les produits de la photosynthèse sont les réactifs de la respiration cellulaire et vice versa.  Il s’agit d’une combustion lente (ou une oxydation) qui se produits dans les cellules des organismes vivants hétérotrophes (organismes vivants incapables de produire eux-mêmes leur nourriture) 60

61  C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) → 6CO 2 (g) + 6H 2 O (l) + Énergie 61

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63  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. 63