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Réaction chimique
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Exercices

1/ Quand plusieurs molécules échangent des atomes ou des liaisons chimiques, on parle de réaction chimique.

Comprendre

reaction chimiqueLa réaction chimique la plus étrange du monde Cours réaction chimique Comment les atomes se lient

RĂ©action chimique
Réorganisation d'atomes au sein de nouvelles molécules

Les atomes qui étaient dans les réactifs vont se séparer et se lier différemment, ce qui formera de nouvelles molécules .Les molécules du début vont donc disparaître et de nouvelles molécules vont apparaître.
Les atomes des molécules présentes du début vont donc établir des liaisons avec d'autres atomes et former de nouvelles molécules. Les atomes ne disparaissent ou n'apparaissent pas, ils se réorganisent différemment.

Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme Antoine de Lavoisier

Cela signifie que les atomes présents au début d'une réaction ne feront que se réorganiser lors d'une réaction chimique.
C + O2 -> CO2

2/ Lors d'une réaction chimique, les atomes des réactifs se réarrangent pour former les produits. La quantité de réactifs diminue donc et la quantité de produits augmente.

Comprendre

RĂ©actifs et produitsRĂ©actions chimiques et Ă©quilibres

Avancement d'une réaction chimique
RĂ©actif
molécule qui va réagir avec une autre au cours d'une réaction chimique
Produit
molécule produite par une réaction chimique.

Les atomes des réactifs sont donc ré-arrangés pour former les molécules des produits et aucun atome n'est crée ou détruit lors de la réaction chimique.
Une réaction chimique aura lieu quand deux molécules se choquent avec assez d'énergie pour que les liaisons qui unissent les atomes entre eux se rompent et que les atomes des deux molécules puissent établir des liens avec des atomes différents.

3/ L'équation de la réaction précise le sens de la transformation. La flèche va des réactifs aux produits.

Comprendre

La flèche indique donc le sens de transformation. Les réactifs à la base de la flèche (on les place toujours à gauche) vont avoir tendance a être transformés en produits indiqués par la tête de la flèche.
H2 + 2 O2 -> 2 H2O

4/ Pour qu'une équation puisse être réelle, on doit s'assurer qu'elle soit équilibrée.

Appliquer

Equilibrer une Ă©quation chimique
Test Ă©quation chimique

La réaction de combustion du méthane : CH4 + O2 -> CO2 + H2O

On commence par choisir le type d'atome présent dans le moins de molécules possibles( ici le carbone)
On met des coefficients devant les molécules contenant du carbone afin d'avoir le même nombre de carbone de chaque cotés de la flèche.
1CH4 + O2 -> 1CO2 + H2O
Il y a bien ici 1 atome de carbone de chaque coté de la flèche

CH4 + O2 -> CO2 + H2O Le chiffre 1 est le chiffre par défaut, on ne le note pas.

On choisit ensuite un deuxième atome ( ici l'hydrogène) et on choisit les coefficients devant les molécules contenant de l'hydrogène afin que le nombre d'hydrogène soit identique dans les réactifs et dans les produits. CH4 + O2 -> CO2 +2 H2O
Il y a bien ici 4 atomes d'hydrogène de chaque coté de la flèche


On recommence l'opération ( ici avec l'oxygène) jusqu'à ce que tous les atomes de l'équation soient présents en même quantité de chaque côté de la flèche.
CH4 + 2 O2 -> CO2 +2 H2O Il y a bien ici autant d'atome de chaque sorte de chaque coté de la flèche


On peut placer des coefficient non entier (des fractions par exemple) lorsqu'on équilibre l'équation mais il faudra prendre garde à multiplier tous les coefficients par le dénominateur de cette fraction afin que tous les coefficients soient entiers à la fin. En effet, les demi-molécules n'existent pas dans la réalité.

4/ Exercices

Comprendre

4/ Tout est question d'Ă©quilibreImage 
(8 mn)->Calcul /1
humour molecule d'eau

Les atomes ne disparaissent pas et n'apparaissent pas lors d'une réaction chimique, ils se réarrangent simplement au sein de nouvelles molécules. C'est ce qu'exprimait Lavoisier dans son "rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme".
Trouve quels sont les atomes qui se cachent sous le point d'interrogation.

H2O,la molécule d’eau. Sachant que 2 Oxygènes + 4 Hydrogènes = 2 H2O combien font 4 H2O = ?

4 H2O = 8Hydrogènes + 4 Oxygènes

C6H12O6,la molécule de glucose.Sachant que C6H12O6 = 6 Carbones +12 Hydrogènes + 6 Oxygènes combient fait 1/3 (C6H12O6) = ?

1/3 (C6H12O6) = 2 Carbones +4 Hydrogènes + 2 Oxygènes

C4H10,la molécule de butane.Sachant que C4H10 + 6,5 O2 -> 5H2O +4 CO2
? -> 10H2O + 8 CO2

2 C4H10 + 13 O2 -> 10 H2O + 4 CO2

Appliquer

4/ Equilibrer une Ă©quation chimiqueAnimation 
(8 mn)
4/ La pile Ă  combustible 
(20 mn)

Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à la réaction du dihydrogène(H2) avec du dioxygène(O2). Elle est très intéressante pour fournir de l’énergie lors des missions spatiales habitées.
Réaction de la pile à combustible : H2 + O2 -> H2O

Quels sont les atomes constituant le dihydrogène ? le dioxygène ?

Le préfixe "di" indique 2. Le dihydrogène est composé de deux atomes d'hydrogène tandis que le dioxygène est composé de deux atomes d'oxygène.

Les espèces chimiques qui réagissent ensemble sont appelés les réactifs.

Citez les réactifs de cette réaction.

Les molécules se trouvant à gauche de la flèche sont les réactifs, les molécules qui réagissent ensemble au cours de la réaction. Ici c'est le dihydrogène H2 et le dioxygène O2.

Les espèces chimiques qui apparaissent suite à la réaction sont appelées produits.

Citez le(s) produit(s) de cette réaction.

Les produits sont à droite de la flèche,ce sont les molécules produites par la réaction. Ici, c'est l'eau H2O

Combien d’atomes d’hydrogènes et d'oxygène dans cette molécule ?

Il y a deux atomes d'hydrogènes et un atome d'oxygène

Lors d’une réaction chimique, il n’y a ni disparition, ni apparition d’atomes. Tous les atomes présents au début se retrouvent à la fin.

Si il n’y a pas autant d’oxygène d’un côté que de l’autre, équilibrez la réaction.

2 H2 + O2 -> 2 H2O

Selon l’équation maintenant équilibrée :deux molécules de H2 vont réagir avec combien de molécules de O2 ?

Quand deux molécules de dihydrogènes réagissent, une seule de dioxygène réagit.

Combien de molécules d’eau (H2O) vont être produites lors de cette réaction ?

Si deux molécules de dihydrogènes réagissent avec un dioxygène, ils formeront deux molécules d'eau.

On fait fonctionner la pile à combustible en lui fournissant 2x106 molécules de dihydrogène(H2).

Ecrivez le nombre de molécules de dihydrogène en chiffre décimal puis en toutes lettres.

2 millions = 2 000 000 molécules d'hydrogène

Combien faudra-t-il utiliser de molécules de dioxygène pour que tout le dihydrogène réagisse ?

Il faudra en utiliser deux fois moins: 1 million

Combien de molécules d’eau récupérera-t-on ?

On récupérera deux millions de molécules d'eau.

Si on utilise le dioxygène de l’air, quand la réaction s’arrêtera-t-elle ?

La réaction s'arrêtera lorsqu'il n'y aura plus de dihydrogène.

4/ Efforts sucrĂ© 
(5 mn)

Lors d’un effort, le glucose (C6H12O6(aq)) emmagasiné dans le corps réagit avec le dioxygène pour former du dioxyde de carbone et de l’eau.

Quels sont les réactifs ?

Le glucose et le dioxygène

Quels sont les produits ?

Le dioxyde de carbone et lÂ’eau

Ecrire l’équation de la réaction et l'équilibrer(s'assurer que tous les atomes présents dans les réactifs le seront dans les produits.)

C6H12O6(aq) + 6 O2(g) -> 6 CO2(g) + 6 H2O(l)

5/ Comme tous les atomes sont conservés au cours d'une réaction chimique, la masse totale est conservée.

Appliquer

Lorsqu'on brûle un morceau de bois, une partie de sa masse restera sous forme de cendres et le reste se trouvera sous forme de dioxyde de carbone gazeux.

5/ Exercices

Analyse

5/ GlucoseImage 
(12 mn)
formule développée glucose sucre

La réaction entre le glucose et le dioxygène libère une quantité d'énergie qu'on estime à 2 800 kJ pour 180 g de glucose et elle produit du dioxyde de carbone et de l'eau. L'énergie libérée par la transformation chimique n'est pas intégralement exploitée en énergie mécanique. L'usine à transformations chimiques qu'est le muscle possède un faible rendement :environ 25 % de cette énergie va servir pour l'effort musculaire, le reste étant perdu sous forme de chaleur. Cette dernière va avoir pour effet d'augmenter la température du corps et de déclencher un mécanisme réflexe de sudation, dans lequel l'eau expulsée rafraîchit le corps en s'évaporant, atténuant cette augmentation de température.

Quelle est la formule brute du glucose ?

On peut compter 6 carbones, 12 hydrogènes et 6 oxygènes :C6H12O6

Reproduis la formule développée du glucose et entoure toutes les fonctions alcools.

Les groupements alcools se reconnaissent Ă  leur groupement d'atome OH.

Ecris l'équation de la réaction chimique qui se passe dans les muscles.

C6H12O6 + O2 _> CO2 + H2O

Equilibre cette réaction et identifie les réactifs et les produits.

C6H12O6 + 6 O2 (réactifs)-> 6 CO2 + 6 H2O (produits)

L'organisme perd-il du poids lorsqu'il consomme du glucose pour alimenter les muscles?(Votre réponse devra prendre en compte les atomes présents dans les molécules.)

Les atomes du glucose vont changer de molécules mais ils resteront présent dans l'organisme au sein d'autres molécules. Si le nombre d'atomes restent le même, la masse restera la même également.

Quand on mange du sucre blanc (saccharose), on absorbe un mélange de glucose et de fructose (C6H12O6).

Quel est le mot qui définit le plus précisément la relation entre le glucose et le fructose ?

Ils sont isomères car ils sont formés des mêmes atomes organisés différemment (puisque ce n'est pas la même molécule car elle n'a pas le même nom).