1.7 Changement physique et changement chimique · Sciences

1.7

Changement physique et changement chimique

1.7 · Le changement chimique

Changement physique et changement chimique

À la fin de cette section :

Je peux distinguer un changement physique d’un changement chimique
Je peux donner des exemples de changements physiques et chimiques
Je peux écrire l’équation bilan en mots d’une réaction, en montrant les réactifs qui se transforment en produits (en approfondissement : une équation équilibrée avec les formules)

1 · Lire

Les notes, l’idée clé et les mots à connaître

Fiches d’exercices Worksheet A: Physical or chemical change Worksheet B: Balancing equations Worksheet C: Lewis diagrams, ions, formulae and equations Worksheet D: Balancing equations with particle pictures Worksheet E: Balancing practice Réponses

Dans un changement physique, la disposition et le mouvement des particules changent, mais les particules elles-mêmes restent les mêmes. Les changements d’état (fusion, solidification, ébullition) en sont les exemples classiques : aucune nouvelle substance n’est formée et le changement est en général réversible.

Dans un changement chimique, les particules se réarrangent et une ou plusieurs nouvelles substances se forment. Il est en général difficile à inverser. Les signes qui ne trompent pas : un changement de couleur, un gaz qui se dégage, un changement de température, ou un solide (précipité) qui se forme.

Exemples de la vie courante. Changements physiques : la fusion de la glace, l’ébullition de l’eau, la dissolution du sucre dans l’eau (on récupère le sucre en évaporant l’eau), casser un bâton. Changements chimiques : la combustion (par exemple un feu d’artifice), la rouille d’un clou en fer, la cuisson (faire frire un œuf).

On écrit les réactions sous la forme réactifs → produits et on ajoute des symboles d’état pour indiquer l’état physique de chaque substance :

(s) = solide
(l) = liquide
(g) = gaz
(aq) = dissous dans l’eau

Une équation bilan en mots nomme les réactifs et les produits. Le magnésium qui brûle dans le dioxygène :

magnésium + oxygène → oxyde de magnésium

La même réaction sous forme d’équation équilibrée avec les formules et les symboles d’état : 2 Mg_(s) + O_2(g) → 2 MgO_(s)

La loi de conservation de la masse : la masse totale des produits est toujours égale à la masse totale des réactifs. Vers 1789, le chimiste français Antoine Lavoisier l’a établie par des pesées soigneuses ; des dizaines d’années plus tard, John Dalton a expliqué pourquoi : les atomes sont seulement réarrangés, jamais créés ni détruits.

Équilibrer une équation3 étapes · change seulement les grands nombres

Compte les atomes de chaque côté. Pour l’instant, chaque grand nombre vaut 1. Compte chaque sorte d’atome dans les réactifs à gauche et dans les produits à droite.
Équilibre-la avec les grands nombres. Rends égales les deux barres de chaque élément. Change seulement les grands nombres devant. Les petits nombres sont verrouillés.
- H₂ + O₂ → H₂O: Équilibrée : 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(g)
- Mg + O₂ → MgO: Équilibrée : 2 Mg(s) + O₂(g) → 2 MgO(s)
- Na + Cl₂ → NaCl: Équilibrée : 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl
- Li + H₂O → LiOH + H₂: Équilibrée : 2 Li + 2 H₂O → 2 LiOH + H₂
- Al + S → Al₂S₃: Équilibrée : 2 Al + 3 S → Al₂S₃
- Cs + N₂ → Cs₃N: Équilibrée : 6 Cs + N₂ → 2 Cs₃N
- NH₃ + O₂ → N₂ + H₂O: Équilibrée : 4 NH₃ + 3 O₂ → 2 N₂ + 6 H₂O
- H₃PO₄ + KOH → K₃PO₄ + H₂O: Équilibrée : H₃PO₄ + 3 KOH → K₃PO₄ + 3 H₂O
- Al(OH)₃ + HBr → AlBr₃ + H₂O: Équilibrée : Al(OH)₃ + 3 HBr → AlBr₃ + 3 H₂O
- H₃PO₄ + Mg(OH)₂ → Mg₃(PO₄)₂ + H₂O: Équilibrée : 2 H₃PO₄ + 3 Mg(OH)₂ → Mg₃(PO₄)₂ + 6 H₂O
- CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O: Équilibrée : CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
- C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O: Équilibrée : 2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O
- C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O: Équilibrée : C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
Les mêmes atomes avant et après. Les mêmes atomes avant et après : la masse est donc la même.

Essaie avec :

Référence : Les acides de cette unité

Labo 2 : Brûler et peser du magnésium

Labo 3 : Le cycle du cuivre

Pourquoi la masse se conserve, et pourquoi on équilibreTouche pour ouvrir

Une réaction chimique ne crée et ne détruit pas d’atomes. Elle prend les atomes des réactifs, les sépare et les recombine en produits. Le nombre et le type de chaque atome sont donc exactement les mêmes avant et après ; et comme chaque atome garde sa masse, la masse totale ne peut pas changer.

C’est toute la raison pour laquelle on équilibre les équations. Une équation équilibrée dit simplement que les atomes sont en même nombre des deux côtés. Pour y arriver, on change les coefficients (les grands nombres devant), jamais les indices, car changer un indice changerait la substance elle-même (1.2).

Pourquoi un flacon d’acide qui fait effervescence semble-t-il perdre de la masse, alors qu’un flacon fermé n’en perd pas ? Quand l’acide chlorhydrique réagit avec l’hydrogénocarbonate de sodium, du dioxyde de carbone s’échappe d’un flacon ouvert, donc la balance indique moins. Ferme le flacon (par exemple avec un ballon) et le gaz reste prisonnier : la masse reste la même, exactement comme la loi de Lavoisier le prévoit. La masse n’a jamais disparu : elle s’est simplement envolée.

Attention aux pièges: 4 erreurs fréquentesTraps to avoid and what is true instead

Pas çaDe la masse est perdue quand un gaz se dégage.

PlutôtNon : le gaz a toujours une masse ; il quitte simplement un récipient ouvert. Dans un récipient fermé, la masse reste la même.
Pas çaOn équilibre une équation en changeant les petits indices.

PlutôtJamais : cela change la substance (H₂O contre H₂O₂). On ne change que les coefficients devant.
Pas çaDissoudre du sucre est un changement chimique.

PlutôtC’est physique : le sucre est toujours du sucre et on peut le récupérer en évaporant l’eau. Aucune nouvelle substance ne se forme.
Pas çaUn changement de couleur signifie toujours une réaction chimique.

PlutôtC’est un indice fort, mais cherche une nouvelle substance. Pèse toujours les preuves ensemble (gaz, précipité, changement de température).

5 mots clés et ce qu’ils veulent direchangement physique · changement chimique · réactif / produit · symbole d’état · loi de conservation de la masse

changement physique: les particules se réarrangent mais la substance reste la même ; en général réversible (p. ex. la fusion)
changement chimique: les particules se réarrangent en une ou plusieurs nouvelles substances ; en général difficile à inverser
réactif / produit: les substances qui réagissent / les nouvelles substances formées
symbole d’état: (s), (l), (g) ou (aq), qui montre l’état physique d’une substance dans une équation
loi de conservation de la masse: la masse totale des produits = la masse totale des réactifs (Lavoisier ; expliquée par Dalton)
coefficient: le nombre devant une formule, ajusté pour équilibrer une équation

2 · Regarder

Vidéos choisies pour cette section

À voir aussi Transformation chimique 🎯 PHYSIQUE CHIMIE COLLÈGE Paul Olivier

Fais défiler sur le côté pour voir d’autres vidéos

Vidéos dans d’autres languesEspañol · Deutsch · Italiano · Português · العربية · 中文 · Русский · 日本語

Nous essayons de t’aider dans d’autres langues. Apprends l’idée ici dans ta langue, puis apprends les mots de science avec la vidéo en anglais ou en français. Toutes ces vidéos n’ont pas été vérifiées de façon indépendante. Si quelque chose n’a pas de sens, ou ne correspond pas à ce que nous avons fait en classe, demande à ton enseignant(e).

Balanceo de ecuaciones químicas KhanAcademyEspañol

Fais défiler sur le côté pour voir d’autres vidéos

3 · Joue avec la simulation

À essayer toi-même, avec des questions auxquelles répondre

Voilà ce que tu verras.

Ouvrir la simulation

Simulation · PhET

Équilibrer des équations chimiques

Ajuster une équation chimique en changeant les gros nombres devant les formules, et comprendre pourquoi les petits nombres ne doivent jamais changer.

Utilise l'écran appelé Intro.

Choisis Synthèse de l'ammoniac en bas et compte les atomes de N et les atomes de H de chaque côté de la flèche.
Utilise les flèches au-dessus et au-dessous des gros nombres devant H2 et NH3 pour les changer, et observe les atomes dans les boîtes.
Continue à changer les nombres jusqu'à ce que la simulation indique que l'équation est ajustée.
Choisis Dissociation de l'eau et ajuste cette équation, puis essaie Combustion du méthane.

Vérifie ce que tu as trouvé

Prédis avant de commencer : avec 1 N2 et 1 H2 à gauche et 1 NH3 à droite, les atomes sont-ils équilibrés ? Comment le sais-tu ?

Non. À gauche, il y a 2 atomes de N et 2 atomes de H, mais à droite 1 atome de N et 3 atomes de H. Une équation ajustée a le même nombre de chaque sorte d'atome des deux côtés.

Quelle est l'équation ajustée pour la synthèse de l'ammoniac ?

N2 + 3 H2 -> 2 NH3. Chaque côté a alors 2 atomes de N et 6 atomes de H.

Pourquoi peut-on changer les gros nombres mais jamais les petits nombres ?

Les gros nombres (coefficients) disent combien il y a de molécules, et on peut les changer. Les petits nombres (indices) font partie de la formule de la substance ; les changer donnerait une autre substance. Les atomes ne sont ni créés ni perdus, donc la masse est conservée.

Voilà ce que tu verras.

Ouvrir la simulation

Simulation · PhET

Réactifs, produits et restes

Découvrir combien de produit on peut fabriquer avec des quantités données de réactifs, et ce qu'il reste.

Utilise l'écran appelé Sandwiches.

Choisis Fromage en haut à droite. La recette dit que 2 tranches de pain et 1 tranche de fromage font 1 sandwich.
Utilise les flèches sous la boîte Avant "Réaction" pour régler 5 tranches de pain et 3 tranches de fromage.
Regarde la boîte Après "Réaction" et lis les nombres des Produits et des Restes.
Change les quantités pour 7 tranches de pain et 2 tranches de fromage et relis les nombres.

Vérifie ce que tu as trouvé

Avec 5 pains et 3 fromages, combien de sandwiches peux-tu faire et que reste-t-il ?

2 sandwiches, avec 1 tranche de pain et 1 tranche de fromage en reste. Chaque sandwich utilise 2 pains et 1 fromage.

Prédis avant de vérifier : avec 7 pains et 2 fromages, quel ingrédient manque en premier, et combien de sandwiches obtiens-tu ?

Le fromage manque en premier, donc tu obtiens 2 sandwiches. Il reste 3 tranches de pain.

Dans une réaction chimique, que signifient les restes ?

Un réactif qui n'est pas entièrement utilisé parce qu'un autre réactif a manqué avant. La réaction s'arrête quand un réactif est épuisé.

À essayer aussi

À voir Des atomes réarrangés

Les mêmes atomes avant et après : 4 d’hydrogène et 2 d’oxygène. Ils sont réarrangés, pas perdus.

4 · Vérifie que tu as compris

Teste-toi, explique par écrit, puis coche la section

Teste-moi

Cinq questions, corrigées tout de suite.

Reconnaître les réactions Conservation de la masse Cycles de réactions Formules et équilibrage

Les quiz sont en anglais pour le moment

Teste-toi

Les questions une par une, autant que tu veux. Ton enseignant voit ton entraînement.

Explique

Écris la réponse avec tes propres mots, puis compare-la avec une réponse modèle.

Explique · 4 points

Explique On brûle complètement 2,4 g de magnésium dans le dioxygène. L’oxyde de magnésium obtenu a une masse de 4,0 g. Explique ce résultat avec la loi de conservation de la masse.

Écris d’abord ta réponse ici

Gardé dans ce navigateur seulement : tu le retrouves en revenant sur cet appareil.

Afficher une réponse modèle

Coche chaque point que ta réponse contient

Les atomes de magnésium et d’oxygène sont réarrangés pour former l’oxyde de magnésium ; aucun atome n’est créé ni détruit.
L’oxygène de l’air s’associe au magnésium, donc le produit est plus lourd que le magnésium seul.
La masse d’oxygène ajoutée est 4,0 − 2,4 = 1,6 g.
La masse des réactifs (magnésium plus oxygène) est donc égale à la masse du produit : la masse se conserve.

Réponse modèle

Les atomes de magnésium et d’oxygène sont réarrangés pour former l’oxyde de magnésium, et aucun atome n’est créé ni détruit. L’oxygène de l’air s’associe au magnésium, donc le produit est plus lourd que le magnésium seul. La masse d’oxygène ajoutée est 4,0 − 2,4 = 1,6 g. La masse des réactifs (magnésium plus oxygène) est donc égale à la masse du produit : la masse se conserve.

J’ai compris

Coche quand tu pourrais l’expliquer à quelqu’un d’autre. Ton enseignant(e) voit quelles sections tu as cochées.

Cocher cette section

Livret p. 29–34
Livre de connaissances p. 27–30
Dans ton cahier de classe : Chapitre 1.5 Changement chimique 1 : reconnaître et décrire les réactions (p. 40–44) · Réviser cette section
Dans ton cahier de classe : Chapitre 1.6 Changement chimique 2 : conservation de la masse (p. 45–48) · Réviser cette section
Dans ton cahier de classe : Chapitre 1.7 Changement chimique 3 : cycles de réactions (p. 49–52) · Réviser cette section

Ce que cette page enregistre sur toi

Les notes, les quiz et les simulations de cette page fonctionnent sans compte. Deux choses en demandent un : le cahier de classe (il appartient à l’école, donc tu te connectes pour l’ouvrir) et les scores des quiz (un quiz ne compte pour ta classe que si tu es connecté(e) quand tu le fais — en tant qu’invité(e), rien n’est enregistré).

Si tu es connecté(e) et que tu coches « J’ai compris » sur une section, que tu appuies sur « Marquer comme lu », ou que tu coches « J’ai regardé cette vidéo » sur une vidéo, nous enregistrons trois choses à chaque fois : ton compte, la section ou la vidéo concernée, et la date. Rien d’autre — ni combien de temps tu as regardé, ni où tu étais.

Ton enseignant(e) peut voir quelles sections tu as cochées ou marquées comme lues, et quelles vidéos tu as cochées comme regardées, pour savoir avec qui faire le point. Aucun autre enseignant et aucun autre élève ne peut le voir. Il est supprimé après 180 jours. L’exception : « Marquer comme lu » et « J’ai regardé ceci » sont conservés, pour qu’une section que tu as ouverte reste ouverte, et tu peux les effacer toi-même à tout moment. Si tu n’es pas connecté(e), tes cases cochées restent seulement dans ce navigateur et rien ne nous est envoyé.

Tu n’es jamais obligé(e) de cocher quoi que ce soit, et rien d’autre sur cette page ne change si tu ne le fais pas.

Ce que tu écris dans « Explique » reste dans ce navigateur ; cela n’est envoyé ni à nous ni à ton enseignant(e).

Quand tu lances une vidéo, elle est chargée depuis YouTube, et quand tu ouvres une simulation, elle est chargée depuis PhET (Université du Colorado) ; ni l’une ni l’autre n’est chargée avant que tu cliques. Deux sortes d’images sont récupérées quand la page s’ouvre, ou quand tu défiles jusqu’à elles : la petite image d’aperçu de chaque vidéo vient du serveur d’images de YouTube, et l’image de chaque simulation vient de celui de PhET.

Menu

Atomes, tableau périodique et changement chimique

Changement physique et changement chimique

À la fin de cette section :

1 · Lire

2 · Regarder

Coche chaque point que ta réponse contient

Réponse modèle

Ce que cette page enregistre sur toi

Quiz

Simulation