Définir une transformation chimique

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Les besoins et les réponses de l'organisme

Rappels de cours

1 Les systèmes chimiques

Un système chimique est un mélange d’espèces chimiques susceptibles de réagir entre elles ; son état est décrit par :

– les conditions de pression p et de température T ;

– les espèces chimiques présentes en précisant l’état physique :

solide (s), liquide (l), gaz (g) ou en solution aqueuse (aq).

2 La transformation chimique, un système qui évolue

 Pour décrire l’évolution d’un système chimique, on compare son état initial (EI) à son état final (EF).(EI) à son état final (EF).

EI(pi,Ti)

Espèces chimiques présentes

Évolution

Fleche

Transformation
chimique

EF(pf,Tf)

Espèces chimiques nouvelles

Espèces chimiques restantes

 Une transformation chimique est une évolution au cours de laquelle des espèces chimiques, appelées réactifs, disparaissent en faisant apparaître de nouvelles espèces chimiques appelées produits.

exemple La combustion de l’éthanol est une transformation du système constitué d’éthanol (C2H6O) et de dioxygène (O2) faisant apparaître du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O).

 Si les espèces chimiques restent les mêmes, mais que leur état physique change, on parle d’une transformation physique .transformation physique .

3 Aspect énergétique d’une transformation 

 Une transformation chimique ou physique est un processus qui modifie l’énergie que possède le système chimique.

 Le système chimique peut céder ou absorber de l’énergie, cela se traduit en général par une élévation ou une baisse de température du système. Si la température s’élève, la transformation est exothermique (c’est le cas des combustions). Si la température baisse, la transformation est endothermique (c’est le cas des changements d’état physique de fusion ou vaporisation).

Méthodes

Décrire un système chimique et son évolution

Un morceau de fusain (carbone solide) incandescent est plongé dans un flacon de dioxygène. Il s’enflamme pendant quelques secondes, puis s’éteint. Le flacon s’échauffe, mais la pression reste voisine de la pression atmosphérique. Une partie du fusain disparaît et il ne reste plus de dioxygène. Un test à l’eau de chaux montre qu’il s’est formé du dioxyde de carbone.

1. Décrire l’état initial et l’état final du système constitué par les espèces chimiques présentes dans le flacon.

2. Expliquer pourquoi c’est une transformation chimique.

3. Quels sont les réactifs et les produits de cette transformation ?

4. S’agit-il d’une transformation endothermique ou exothermique ? Justifier.

Conseils

1. 2. 3. Relevez dans l’énoncé les espèces qui apparaissent et celles qui disparaissent.

4. Identifiez si le système libère de l’énergie thermique ou au contraire en reçoit.

Solution

1. Il reste du carbone (fusain) et du dioxyde de carbone s’est formé.

État initial (patm,T1)

carbone solide C(s)

dioxygène gazeux O2(g)

Fleche

État final (patm,T2)

carbone solide C(s)

dioxyde de carbone gazeux CO2(g)

2. C’est une transformation chimique car, à l’état final, il apparaît une nouvelle espèce, le dioxyde de carbone.

3. Les réactifs sont des espèces présentes dans l’état initial qui ont totalement disparu ou partiellement disparu. Les réactifs sont le dioxygène (« totalement consommé ») et le carbone (« une partie du fusain disparaît ») qui disparaissent. Le produit est le dioxyde de carbone (identifié par le test à l’eau de chaux).

4. Lors de l’évolution du système chimique le système cède de l’énergie, le flacon s’échauffe : T2 > T1 ; la réaction est exothermique.