Réactions chimiques

Définition d'une réaction chimique

Au cours d'une réaction chimique, les atomes des réactifs se réarrangent, formant de nouvelles liaisons et rompant les liaisons existantes pour créer une ou plusieurs substances différentes, appelées produits.

Lorsque cela se produit, on peut observer des changements de couleur, la formation de gaz, des changements de température ou même la formation d'un précipité. Ou, dans certains cas, le résultat est le même qu'auparavant.

Les chimistes utilisent des équations chimiques pour montrer ce qui arrive aux réactifs et aux produits impliqués dans une réaction chimique.

• Lesréactifs sont des substances qui réagissent ensemble pour former des produits.
• Lesproduits sont les nouvelles substances formées après la réaction chimique.

Équilibre des réactions chimiques

Une compétence très importante à avoir lorsqu'il s'agit de réactions chimiques est la capacité à équilibrer les équations chimiques.

Pour équilibrer des équations chimiques, il faut suivre certaines étapes. À titre d'exemple, jette un coup d'œil à l'équation chimique ci-dessous : $$ \text{K + H}_{2}\text{O} \à \text{KOH + H}_{2} $$

Étape 1 : compte le nombre d'atomes présents de chaque côté de l'équation chimique.

Tout d'abord, nous devons compter le nombre d'atomes pour chaque type d'atome présent dans le réactif et du côté du produit. Pour connaître le nombre d'atomes pour chaque type, nous pouvons multiplier le coefficient (qui, dans ce cas, est 1) par le nombre sur l'indice.

Pour faciliter la mémorisation, nous pouvons faire un tableau simple sous l'équation chimique.

Figure 4. Comptage du nombre d'atomes présents de chaque côté de l'équation.

Si le nombre d'atomes de chaque côté est le même, cela signifie que ton équation est déjà équilibrée. Maintenant, si le nombre d'atomes de chaque côté est différent, alors tu dois passer à la deuxième étape.

Étape 2 : Détermine le nombre d'atomes que tu dois ajouter pour équilibrer l'équation chimique.

Pour équilibrer cette équation chimique, nous devons chercher des multiples du coefficient. Dans cet exemple, les coefficients sont de 1.

La seule façon d'obtenir la même quantité d'atomes d'hydrogène des deux côtés est d'ajouter un coefficient de 2 aux molécules de_H2Oet un coefficient de 2 aux molécules de KOH. De cette façon, nous obtiendrions 4 atomes d'hydrogène de chaque côté.

Cependant, cela modifierait également le nombre d'atomes K du côté du produit et le nombre d'atomes d'oxygène des deux côtés. Pour y remédier, nous pouvons ajouter un coefficient de 2 au K du côté du réactif. Maintenant, la réaction devrait être équilibrée !

Figure 5. Ajout de coefficients pour équilibrer une équation chimique

Types de réactions chimiques

Il existe cinq types fondamentaux de réactions chimiques :

• Réactions decombinaison ou de synthèse
• Réactions de décomposition
• Réactions de combustion
• Réactions de remplacement simple
• Réactions de double remplacement

Réactions de synthèse

Lesréactions de synthèse sont des réactions dans lesquelles deux ou plusieurs substances se combinent pour former une nouvelle substance. La formule générale des réactions de synthèse est la suivante : \N( A + B \Nà C \N).

Par exemple, la formation de bromure d'hydrogène (HBr) est le résultat d'une réaction de synthèse entre l'hydrogène et le brome.

$$ H_{2}\text{ (g)} \text{ }+ \text{ }Br_{2} \text{ (l)}\to 2\text{ }HBr \text{ (g)} $$

Réactions d'oxydation-réduction (redox)

Dans les réactions d'oxydoréduction, les électrons sont transférés d'une espèce (oxydée) à une autre espèce (réduite). Un changement d'état d'oxydation indique qu'une réaction d'oxydoréduction a eu lieu.

• L'oxydation est la perte d'électrons
• La réduction est le gain d'électrons

Par exemple, la réaction entre le zinc (Zn) et l'oxyde de manganèse (_MnO2) est un type de réaction d'oxydoréduction.

$$ Zn\text{ }( s)\text{ + }2\text{ }MnO_{2}\text{ }(s)\text{ }\to \text{ }ZnO \text{ }(s)\text{ + }Mn_{2}O_{3}\text{ }(s) $$

Réactions de décomposition

Ensuite, nous avons les réactions de décomposition. Les réactions de décomposition sont des réactions chimiques au cours desquelles une substance se transforme en deux substances ou plus : \N( AB \Nà A + B \N).

La décomposition du carbonate de calcium (_CaCO3) en oxyde de calcium (CaO) et en dioxyde de carbone (_CO2) est un exemple de réaction de décomposition.

$$ CaCO_{3}\text{ } (s)\à \text{ } CaO \text{ (s)} \text{ + } CO_{2} \text{ (g)} $$

Réactions de combustion

Lesréactions de combustion sont des réactions impliquant un hydrocarbure qui réagit avec l'oxygène (_O2) pour produire du dioxyde de carbone (_CO2) et de l'eau (_H2O). Ces réactions dégagent de l'énergie sous forme de chaleur et de lumière.

Une réaction de combustion courante est la réaction entre l'hydrocarbure méthane (_CH4) et l'oxygène (_O2).

$$ CH_{4}\text{ }(g) + O_{2}\text{ } (g) \text{ }\to\text{ } CO_{2} \text{ }(g)\text{ }+\text{ }H_{2}O \text{ }(g) $$

Réactions de remplacement unique

Lesréactions de remplacement simple se produisent lorsqu'un élément d'un composé est remplacé par un autre élément. La formule générale des réactions de remplacement simple est la suivante : \( \color{Teal}) A \color{orchid} B +\color{Blue} C \color{noir} \à \color{Teal} A \color{noir} + \color{orchid} B \color{Bleu}C \)

Dans les réactions de remplacement simple, l'élément qui a tendance à former des cations remplacera le cation dans un composé. De même, l'élément qui a tendance à former des anions remplacera l'anion dans un composé.

Par exemple, dans une réaction entre le chlorure de zinc (_ZnCl2) et le cuivre (Cu), le cuivre remplace le Zn pour former le chlorure de cuivre (_CuCl2).

$$ ZnCl_{2}\text{ } (s)\text{ + } Cu \text{ } (s) \text{ } \à \text{ }CuCl_{2}\text{ } (s)\text{ } + \text{ } Zn\text{ } (s) $$

Réactions de double remplacement

Lesréactions de double remplacement se produisent lorsque deux composés réagissent dans des solutions aqueuses, ce qui fait que les cations et les anions des deux réactifs "s'échangent des partenaires ou changent de place" pour former deux nouveaux composés. Dans ce cas, la formule générale est la suivante : \( \color{Teal}) A\color{Orchide} B\color{noir}\text{ } + \text{ }\color{Bleu} C\color{Orange} D\color{noir} \text{ }\to \text{ }\color{Teal} A\color{Orange} D\color{noir} \text{ } + \text{ }\color{Orchide} B\color{Bleu} C \).

Par exemple, la réaction entre le nitrate de mercure (II) et le sulfure de diammonium dans des solutions aqueuses pour donner du sulfure mercurique et du nitrate d'ammonium est un type de réaction de double remplacement.

$$ Hg(NO_{3})_{2} \text{ }(aq)\text{ + }(NH_{4})_{2}S\text{ }(aq) \text{ }à HgS \text{ }(s) \text{ + } 2NH_{4}NO_{3} \text{ } (aq) $$

Réactions de neutralisation

Lesréactions de neutralisation sont un type particulier de réactions de double remplacement dans lesquelles l'un des réactifs est un acide et l'autre une base, donnant du sel et de l'eau comme produits. L'équation ci-dessous est un exemple de réaction de neutralisation.

$$ HCl \text{ (acide) + }LiOH\text{ (base) } \à LiCl \text{ (sel)}+ H_{2}O \text{ (eau)} $$

Réaction chimique de la photosynthèse

Maintenant que tu connais les différents types de réactions chimiques qui peuvent se produire autour de toi, examinons la réaction chimique qui se produit lors de la photosynthèse.

Le processus et la réaction chimique de la photosynthèse sont illustrés dans la figure ci-dessous.

Exemples de réactions chimiques

Pour finir, examinons quelques exemples de réactions chimiques. Commençons par la réaction suivante : \( \text{Zn + AgNO}_{3}\to \text{Ag + Zn(NO}_{3}\text{)}_{2}). \).

Peux-tu deviner de quel type de réaction chimique il s'agit ? Si tu as deviné qu'il s'agit d'une réaction de décomposition, tu as raison !

Maintenant, amplifions un peu la difficulté et résolvons un problème similaire à celui que tu pourrais voir dans ton examen.

Maintenant, j'espère que tu es plus confiant dans ta compréhension des réactions chimiques !