I. Réaction chimique

Définition 

Une réaction chimique est une transformation chimique au cours de laquelle un ou des corps pur(s) appelé(s) réactif(s) se transforme (ent) en un ou des corps pur(s) appelé(s) produit(s).

Types de réaction chimique 

  • Une réaction chimique au cours de laquelle il y a dégagement de chaleur est dite exothermique.
     Exemple : combustion du charbon de bois.

  • Une réaction qui absorbe de la chaleur est dite endothermique. 
    Exemple : dissolution du chlorure d’ammonium.
  • Une réaction qui n’absorbe ni ne dégage de chaleur est dite athermique. 
    Exemple : dissolution du chlorure de sodium.

Conservation de la masse au cours d’une réaction chimique 

Énoncé de la loi de Lavoisier : Dans une réaction chimique, la masse des produits est égale à la masse des réactifs entrés en réaction.

II. Équation-bilan d’une réaction chimique

Écriture de l’équation-bilan d’une réaction chimique

Une réaction chimique se représente par une équation-bilan obtenue en plaçant, dans le premier membre, les formules brutes des réactifs et, dans le second membre, les formules brutes des produits ; les deux membres étant séparés par une flèche. 

Réactifs → Produits

Exemples :

  • Le fer réagit avec le soufre pour donner le dioxyde de soufre qui se traduit par l’équation-bilan : 
    $\rm Fe+S \rightarrow FeS$
  • Combustion du charbon de bois donne du dioxyde de carbone qui se traduit par l’équation-bilan :
    $\rm C+ O_2 \rightarrow CO_2$

Équilibrage d’une équation-bilan d’une réaction chimique 

On équilibre une équation-bilan en multipliant les formules brutes par des coefficients appelés coefficients stœchiométriques, afin assurer la conservation des éléments, des masses et des charges électriques.

Exemples

$\rm CH_4 +2O_2 \rightarrow CO_2+2H_2O$
$\rm 4Fe +3O_2 \rightarrow 2Fe2O_3$ 

Double signification de l’équation-bilan d’une réaction chimique 

Prenons l’exemple de la synthèse de l’eau :  $\rm 2H_2+ O_2 → 2H_2O$

  • Signification microscopique : Deux molécules de dihydrogène réagissent avec une molécule de dioxygène pour donner deux molécules d’eau.
  • Signification macroscopique :  Deux moles de dihydrogène réagissent avec une mole de dioxygène pour donner deux moles d’eau.

Relation de proportionnalité entre les nombres de moles mis en jeu dans une réaction chimique

Soit la réaction chimique d’équation bilan suivante :

$a A+b B \rightarrow c C+d D$

Lors d’une réaction chimique, on a toujours la relation de proportionnalité (appelé aussi bilan molaire) :

$\dfrac{n(A)_{réagi}}{a}= \dfrac{n(B)_{réagi}}{b}= \dfrac{n(C)_{formé}}{c}= \dfrac{n(D)_{formé}}{d}$