La réaction chimique : ions, molécules, quantité de matière...

Résumé du document

Cours de Chimie (Seconde) sur la réaction chimique. Il reprend toutes les bases à connaître pour bien débuter dans la chimie et comprend des exemples.

Extraits

[...] Les molécules de gaz sont animées de mouvements incessants et désordonnés. Mises en présence, les molécules de dihydrogène et de diazote peuvent donc se rencontrer. On peu imaginer qu'au cours des chocs, il y ait des assures de liaisons et que les atomes puissent se réorganiser pour former d'autres molécules. Mais le mécanisme des réactions chimiques, c'est-à-dire ce qui se passe réellement au niveau moléculaire, est difficilement à mettre en évidence. On connaît seulement le(s) réactif(s) de départ (les molécules de dihydrogène H2 et de diazote N2 par exemple) et le(s) produit(s) obtenu(s) (les molécules d'ammoniac NH3). [...]

[...] Lorsque, dans un raisonnement, on utilise des quantités de matière : L'unité est la mole (symbole : mol) Les entités élémentaires sont toutes identiques et leur nature doit être spécifiée. Ces entités peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, des protons . La mole représente donc un nombre énorme d'entités identiques. Pour nous en rendre compte, nous allons faire un petit un calcul très approximatif mais éloquent. Peut-on imaginer ce que représente une mole de grain de riz ? Elle serait constituée de grains. On compte environ 50 grains de riz par cm3 et dans un m3 de riz a une masse de l'ordre de kg. [...]

[...] Nous retiendrons que l'hydrogène est monovalent, l'oxygène divalent, l'azote trivalent et le carbone tétravalent. Quelques exemples de molécules On peut généraliser à d'autres molécules que nous avons appris, à propos de la molécule d'ammoniac : H H Cl Cl H Cl H O H O O Dihydrigène H 2 Dichlore Cl2 Chlorure d'hydrogène HCl H H C H H H H Eau H 2O Dioxygène O2 H N N H C H H H H C C H O C O C H Diazote N2 M éthane CH4 Ethane C2H 6 Ethylène C2H 4 Dioxyde de carbone CO 2 Molécules à liaisons covalentes simples On construit facilement les modèles de Lewis des molécules de dihydrogène H2, de dichlore Cl2 et de chlorure d'hydrogène HCl qui ne comporte qu'une seule liaison de covalence. [...]

[...] Quelle est la quantité de matière correspondante ? Calcul de nFeS. La masse molaire de FeS est MFeS = MFe + MS = 56 + 32 = 88 g.mol-1 Par définition : nFeS = mFeS / MFeS soit numériquement nFeS = 22/88 = 0,25 mol. Dans le cas présent, les coefficients stœchiométriques sont tous égaux à 1. Donc, nFe = nS = nFeS = 0,25 mol D'où mFe = nFe x MFe soit mFe = 0,25 x 56 = 14g Et mS = nS x MS soit mS = 0,25 x 32 = 8g Remarque : on vérifie bien la loi de conservation de la masse : 8 + 14 = 22g Cet exercice permet de dégager deux règles générales : - La quantité de matière nx (en mol) contenue dans un composé X de masse mx (en et de masse molaire Mx (en g.mol-1) est donné par la relation nx = mx / Mx - On peut traiter un exercice quantitatif de chimie en raisonnant d'abord sur des quantités de matières. [...]

[...] La conservation des éléments entraîne la conservation de la masse. Une équation bilan est un schéma qui représente une réaction chimique. Ce bilan traduit la conservation des éléments mais ne traduit pas ce qui se passe réellement à l'échelle moléculaire. Comment lit-on une équation bilan ? À l'échelle moléculaire, l'équation bilan de la synthèse de l'ammoniac se lit de la façon suivant : Une mole de diazote réagie avec trois moles de dihydrogène pour donner deux moles d'ammoniac On dit que la réaction se fait dans les proportions stœchiométriques. [...]