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Notes sur les Transformations Chimiques

bonjour à tous et bienvenue dans cette nouvelle vidéo consacrée aux transformations chimiques dans cette vidéo on va voir comment modéliser les transformations chimiques comment équilibrer les réactions et comment identifier le réactif limitant et enfin on terminera avec les aspects énergétiques des réactions chimiques n'oublie pas de t'abonner si tu es au lycée et que tu souhaites avoir accès à du contenu pour t'aider à avoir d'excellentes en physique et en chimie une réaction chimique c'est donc un processus par laquelle des espèces chimiques sont transformés en d'autres espèces chimiques ça se produit lorsque les atomes des réactifs sont réarrangés pour former de nouvelles molécules qu'on appelle produits de la réaction pour modéliser une réaction chimique on va préciser les réactifs à gauche d'une flèche et les produits à droite de cette même flèche ici on a par exemple la combustion du glucose et les réactifs sont donc le glucose et le dioxygène le glucose c'est une autre façon de dire du sucre et si on fait ça on va obtenir du dioxyde de carbone et de l'eau et ça c'est ce qu'on appelle les produits de la réaction mais comme on est en sciences on va utiliser les formules brutes des molécules pour mieux préciser les atomes en jeu tu verras d'ailleurs dans quelques minutes que cette sûr elle est indispensable pour équilibrer correctement les équations chimiques ici si on récapitule on a donc à gauche les réactifs et à droite les produits de la réaction en chimie il y a des espèces chimiques qui vont être présentes mais qui ne participent pas directement à la réaction chimique on dit que ce sont des espèces spectatrices et elle ne réagissent donc pas avec les autres espèces chimiques qui sont impliquées dans la réaction alors attention toutefois une espèce spectatrice elle peut cependant affecter la réaction de manière indirecte en modifiant les conditions de la réaction comme la température ou la pression par exemple une espèce spectatrice ça ne sert donc pas nécessairement à rien même si c'est parfois le cas leur simple présence peut modifier certains paramètres comme la pression comme on vient de le dire et ça peut donc modifier les conditions de la réaction et sont déroulées toutefois lorsqu'on a affaire une espèce spectatrice on a en général tendance à ne tout simplement pas préciser sa présence et du coup on n'écrit pas les espèces spectatrices dans l'équation bilan de la réaction c'est par exemple le cas du diazote qui est présent dans l'air à hauteur de 80% mais qui ne participe pas aux réactions de on ne va donc pas l'écrire quand tu vas écrire une équation chimique tu peux avoir un souci de manière générale la réaction elle n'a pas lieu à proportion égale des réactifs et des produits pour bien comprendre ça et en prendre conscience regarde cette réaction de la combustion du glucose si on fait le bilan de ce qu'on trouve dans les réactifs on a 6 atomes de carbone contre un seul dans les produits la question qu'on peut se poser c'est où sont passés les 5 atomes de carbone manquants mais ça s'arrête pas là de la même manière on a perdu 10 atomes d'hydrogène et 5 d'oxygène or ça c'est quelque chose qui ne peut pas se produire on doit avoir une égalité de chaque élément chimique avant et après la réaction souviens-toi d'une phrase de Lavoisier qui est assez célèbre et qui disait rien ne se perd rien ne se crée tout se transforme et ben là on est en plein dedans et ça c'est un problème que les chimistes ont appris à résoudre en effet pour résoudre ce problème on va équilibrer l'équation chimique et équilibrer une réaction chimique ça revient à trouver les coefficients stockéométriques c'est-à-dire les nombres entiers qui vont précéder chaque élément ou molécule dans la réaction chimique écrite sous tout ça dans le but de rendre le nombre d'atomes d'éléments identiques dans les réactifs et les produits de la réaction le plus simple c'est encore de voir ça à travers un exemple pas à pas mais je peux également te renvoyer vers cette vidéo qui traite ce sujet l'étape une on l'a déjà faite c'est écrire la réaction chimique sous forme de bilan ça ça revient à mettre les réactifs du côté gauche de la flèche et les produits à droite de la flèche deuxième étape on va commencer à trouver les nombres en essayant d'équilibrer les différents atomes un par un ici on voit par exemple qu'il faut rajouter un 6 devant le CO2 pour avoir 6 atomes de carbone dans les produits comme dans les réactifs c'est donc ce qu'on fait on rajoute 6 devant CO2 dans ce cas là on se retrouve avec six atomes de carbone dans les produits mais attention il ne faut pas oublier que ça a également modifier le nombre d'atomes d'oxygène ici on en aura donc 6 x 2 dans chaque molécule de CO2 donc 12 + 1 dans une molécule d' H2O on en a donc très au total une fois que ça c'est fait on équilibre le nombre d'atomes d'hydrogène en ajoutant un 6 devant H2O on se retrouve ainsi avec 12 atomes d'hydrogène dans les produits et 12 dans les réactifs on a bien équilibré le nombre d'atomes de carbone et d'hydrogène et comme précédemment en faisant ça on a également modifié le nombre d'atomes d'oxygène dans les produits puisqu'on se retrouve cette fois-ci avec 18 atomes d'oxygène il nous reste donc à équilibrer le nombre d'atomes d'oxygène en ajoutant un 6 devant les molécules d'eau 2 dans les réactifs et on se retrouve donc cette fois-ci avec 18 atomes d'oxygène dans les réactifs et dans les produits et on a bien équilibré chacun de nos éléments il nous manque un nombre stoechiométrique devant la molécule de glucose mais puisque tous les autres éléments sont équilibrés ça sera tout simplement un et le travail est terminé on a équilibré notre équation chimique on s'est arrangé pour qu'il n'y a rien qui se perd rien qui ne se crée une des choses que tu dois savoir faire également c'est identifier les réactifs limitants pour rappel le réactif limitant c'est le réactif qui est consommé en premier et qui va limiter la quantité de produits final qui peut être produite d'où son nom de réactif limitant c'est lui qui limite la réaction alors attention toutefois le réactif limitant n'est pas forcément le réactif qui est présent en plus petite quantité en effet à cause des coefficients stoechiométriques c'est un petit peu plus compliqué que ça dans les faits pour déterminer le réactif limitant d'une réaction on doit comparer les quantités de matière de chacun des réactifs pour identifier la réactif limitantes on va pouvoir faire ça en trois étapes étape une on va calculer les quantités de matière des réactifs ça en général ça se fera à partir de tes formules de chimie de base et des données de l'énoncé étape 2 on va utiliser les coefficients stoechiométrique de notre équation bilan correctement équilibrée pour déterminer les bonnes proportions ça on va voir ça un petit peu dans le détail à travers notre exemple par la suite et enfin troisième étape on va déterminer le réactif limitant en identifiant le réactif qui va engendrer le moins de produits première étape donc on doit calculer les quantités de matière des réactifs pour ça l'énoncé nous dit qu'on a 200 g de dioxygène et 500 g de glucose alors ici dans l'énoncé on nous donne des masses mais on peut également avoir un énoncé où on aura des volumes ou donner utile qui nous permettront de traduire ça en quantité de matière il n'y a pas non plus 150 cas possible tu vas voir que c'est souvent les mêmes qui reviennent pour rappel quand on veut calculer une quantité de matière à partir d'une masse on doit diviser la masse par la masse molaire de l'élément considéré la masse molaire du dioxygène c'est 30 de grammes par molle on a une masse de 200 g donc on divise 200 par 32 pour avoir la quantité de matière et on obtient 6,3 Mo de dioxygène on fait la même chose pour calculer la quantité de matière de glucose sachant que la masse molaire du glucose qui est C6 h12o6 c'est 180 grammes par mol on obtient une quantité de matière de 2,8 Mo alors attention comme je le disais tout à l'heure le réactif limitant ce n'est pas forcément lui qui est en plus petite quantité ici un des pièges basiques ça pourrait être de foncer et de dire que le réactif limitant c'est glucose parce qu'il n'y en a que 2,8 Mo contre 6,3 pour le dioxygène c'est peut-être le cas mais en tout cas cette étape là tu ne peux absolument pas en être sûr étape 2 on va donc utiliser les coefficients Toky qui est le réactif limitant les réactions chimiques elles peuvent être classées en deux types les réactions endothermiques et les réactions exothermiques les réactions endothermiques sont celles qui vont absorber de l'énergie généralement sous forme de chaleur ça ça veut dire que la température globale du système elle va diminuer lorsqu'on va être en présence d'une réaction endothermique la réaction va absorber plus d'énergie que ce qu'elle va libérer les réactions exothermiques quant à elle libère de l'énergie sous forme de chaleur ça ça veut dire que la température globale du système va augmenter lorsqu'on va être en présence d'une réaction exothermique il faut savoir que la plupart des réactions chimiques qui se produisent dans la nature sont exothermiques comme par exemple la combustion du méthane alors bien sûr la plupart ça ne veut pas dire toutes les réactions certaines vont être endothermiques par exemple c'est le cas de la photosynthèse dans ce cas là les plantes elles vont absorber de l'énergie lumineuse pour produire de l'énergie chimique mais elles vont en absorber plus que ce qu'elles vont produire sous forme d'énergie chimique on pourrait également citer l'électrolyse de l'eau c'est une réaction qu'on utilise pour produire du dioxygène à partir de l’eau mais ça c'est une réaction qui consomme de l'énergie et tu vois bien la différence entre les deux autant on pourrait se chauffer en faisant la combustion du méthane autant pour faire l'électrolyse de l'eau il faudrait apporter un surplus d'énergie on pourrait absolument pas se servir de cette réaction pour se chauffer par exemple c'est tout pour cette vidéo oublie pas de t'abonner le pouce bleu et on se dit à bientôt pour de prochaines vidéos