Chapitre 2. La vitesse des réactions chimiques

Transcription

1 Chapitre 2 La vitesse des réactions chimiques

2 2.1 Les réactions chimiques On a une réaction chimique lorsque une ou plusieurs substances (réactifs) se transforment en une ou plusieurs autres substances (produits). Ex: Modification chimique H 2 + O 2 H 2 O + chaleur Réactifs Substances au départ Produits Substances à la fin

3 Indices qu il y a une modification chimique 1. Changement de couleur 2. Dégagement de lumière 3. Dégagement de chaleur 4. Des bulles (sauf quand on fait bouillir) 5. De la fumée 6. Explosion 7. Formation d un précipité 8. Nouvelle odeur 9. Nouvelle texture

4 Tests chimiques Les tests chimiques servent à détecter la présence d une substance chimique inconnue. Test pour Ce qu il faut faire Résultat Oxygène (g) Hydrogène (g) Placer un tison rouge dans le gaz Placer une éclisse allumée dans l éprouvette Le tison se rallume Petite explosion : «pop»

5 La vitesse de réaction Vitesse de réaction: temps que prend une réaction à former des produits. Facteurs qui affectent la vitesse de réaction: 1. Température: Les réactions se font plus rapidement à la chaleur Ex: Les aliments au réfrigérateur se décomposent moins vite que sur l armoire

6 Facteurs qui affectent la vitesse de réaction (suite): 2. Superficie: Plus les morceaux sont petits, plus il y de surface exposée, plus la vitesse de réaction est grande. Ex: du bran de scie brûle plus facilement qu une bûche 3. Concentration : Plus la concentration est élevée, plus la vitesse de réaction est grande. Ex: un acide concentré brûle la peau plus vite qu un acide dilué

7 Facteurs qui affectent la vitesse de réaction (suite): 4. Catalyseur: une substance qui accélère une réaction chimique, sans en faire partie, sans se transformer. Ex: L eau accélère le processus de la rouille.

8 Révision et mise en pratique P. 36 Réponds aux questions 1 à 5. À la question 5, tu n as pas à créer une affiche. Explique quels sont les facteurs et les effets de la vitesse de réaction dans les mines de charbon ou les élévateurs à grains.

9 QUESTIONS 1- Qu est-ce qui distingue une réaction physique d une réaction chimique? 2- Donne trois exemples de réactions physiques et trois exemples de réactions chimiques 3- Parmi les expériences réalisées lors de la visite du laboratoire, laquelle démontrait une réaction physique?

10 4- Nomme 3 indices qui nous permettent de constater qu une réaction chimique se produit. 5- Au laboratoire, nous avons observé trois réactions chimiques. Quels indices de réaction chimique as-tu remarqués? 6- À quoi servent les tests chimiques?

11 7- Quel test chimique peut-on effectuer pour détecter la présence de l hydrogène? 8- Qu est-ce que la vitesse de réaction? 9- Explique deux des facteurs qui affectent la vitesse d une réaction chimique. 10- Nomme deux choses que tu as apprises lors de ta visite à l UMCS

12 ATOME Un atome est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre.

13 ATOME (SUITE) L électron à une charge négative (-). Le proton à une charge positive (+). Le neutron n a aucune charge (0). Un atome a toujours une charge neutre. Le nombre d électrons = le nombre de protons

14 ATOME (SUITE) Le numéro atomique d un élément donne le nombre de protons et d électrons présents dans un atome Quel est le nombre d électron et de proton dans un atome d hydrogène?

15 Le tableau périodique

16 L oxydation des métaux

17 Rappel Toutes les réactions chimiques avec les métaux impliquent un transfert d électrons. (Ionisation)

18 Un atome qui gagne un ou des électrons devient un ion négatif. Un atome qui perd un ou des électrons devient un ion positif.

19 Oxydation La perte de un ou plusieurs électrons Se fait par une substance appelée «oxydant» -Vient chercher les électrons -Souvent l oxygène.

20 Réduction Le gain de un ou plusieurs électrons Faite par une substance appelée réducteur : -Donne ses électrons -Souvent un métal Les réactions d oxydation et de réduction vont toujours ensemble.

21 Formation d ion Potassium 19 électrons (-) 19 protons (+) Neutre 18 électrons (-) Chargé +1 Oxydation Les métaux sont oxydés Le potassium est un réducteur

22 Les non-métaux sont des oxydants Le chlore est réduit Formation d ion - Chlore 17 électrons (-) 17 protons (+) Neutre 18 électrons (-) Chargé -1 Réduction

23 Métaux qui s oxydent Fer Cuivre Zinc Magnésium Argent Aluminium Étain

24

25 Principaux oxydants Oxygène Hydrocarbures chlorés (eau de Javel) Peroxydes Borax (Les détergents à lessive)

26 La série d activité Classification en ordre décroissant de réactivité des métaux.

27 On classe les métaux du plus réactif (celui qui abandonne le plus facilement ses électrons) au moins réactif (qui ne les abandonne pas facilement).

28 + réactifs - réactifs Lithium Potassium Calcium Sodium Magnésium Aluminium Zinc Fer Nickel Étain Plomb Hydrogène Cuivre Argent Or

29 Réaction des métaux alcalins avec l eau

30 La série d activité en pratique Y aura-t-il une réaction? 1- Du cuivre dans une solution contenant des ions d argent 2- De l or dans une solution contenant des ions d argent 3- Du zinc dans une solution contenant des ions de cuivre 4-Du lithium dans une solution contenant des ions de zinc 5- De l or dans une solution contenant des ions d aluminium

31 La corrosion Lorsqu un métal réagit avec l eau, l air et certains produits chimiques (ex: sel), les propriétés du métal changent. Se fait de l extérieur vers l intérieur du métal.

32 3 méthodes pour empêcher la corrosion 1. Peindre l objet (ex: voitures) 2. Couvrir d une matière moins réactive (protège) OU Couvrir d une matière plus réactive (galvanisation) 3. Placer un matériau plus réactif à côté du matériau à protéger (inverse la corrosion)

33 L oxydation des métaux (correction FR 12-1) a) Lorsque l oxygène réagit au contact du fer, il engendre de la rouille. b) Lorsqu un atome gagne des électrons ou en perd, il devient un ion. c) Un atome a une charge négative lorsqu il gagne des électrons et une charge positive lorsqu il en perd. d) Une réaction où il y a transfert d électrons d un atome à un autre s appelle une réaction d oxydoréduction.

34 e) Une molécule perd des électrons lors d une réaction d oxydation. On appelle cette substance un réducteur. f) Une molécule gagne des électrons lors d une réaction de réduction. On appelle cette substance un oxydant.

35 Oxydant Formule Équation en mots Oxygène O Métal + oxygène oxyde du métal Chlore Cl Métal + chlore chlorure du métal Sulfate de cuivre (II) Sulfate de zinc Nitrate d argent CuSO Métal + sulfate de cuivre sulfate du métal + cuivre ZnSO Métal + sulfate de zinc sulfate du métal + zinc AgNO Métal + nitrate d argent nitrate du métal + argent

36 La série d activité (correction FR 14-1) Les a) métaux se disputent sans cesse les électrons. Certains métaux b) perdent des électrons facilement et d autres non. Sachant qu ils perdent des électrons plus ou moins facilement, on peut établir une c) liste des métaux en ordre croissant de réactivité. Cette liste s appelle la d) série d activités.

37 Tout élément inscrit dans la partie e) supérieure de la série d activités f) réagit à tout ion qui est plus g) bas que lui dans la liste.

38 Qu en dis-tu? L argent à l ion de calcium : Non Le plomb à l ion de cuivre: Oui Le magnésium à l ion de lithium: Non Le potassium à l ion d étain : Oui

39 La série d activité mise en pratique La a) corrosion se définit comme l altération du métal ou de la pierre. Le b) vieillissement aux intempéries et la c) destruction des métaux sont des exemples de corrosion La d) rouille est la forme la plus courante de corrosion

40 Méthodes utilisées pour protéger des matériaux de la corrosion Couvrir un métal réactif d un métal moins réactif. On forme ainsi une couche protectrice entre le métal et l air Galvaniser un métal moins réactif (tels que l acier ou le fer en l induisant de zinc, qui est un métal plus réactif. L oxygène réagit alors avec le zinc avant de réagir avec un autre métal.

41 Révision et mise en pratique Questions 1 à 3 et 5 (p. 44)

42 1- Pourquoi est-il important d utiliser des clous galvanisés pour la construction à l extérieur? Parce que les clous sont plus exposés à l oxygène et à l humidité ce qui les rend plus sujets à la corrosion

43 2- Pourquoi repeint-on les ponts en acier après quelques années? Afin d éviter que le métal soit exposé à l air, réagisse alors à l oxygène et rouille

44 3- Pourquoi le toit du parlement est-il vert? Parce que son revêtement de cuivre a réagi à l oxygène, d où la formation d oxyde de cuivre

45 6. Laquelle des combinaisons produirait une réaction? Il y aura une réaction entre le cuivre et l argent, car le cuivre vient avant dans la liste

46 2.3 La combustion (page 51) C est la réaction chimique entre un combustible et l oxygène qui dégage de la chaleur et de la lumière.

47 La combustion complète Dans la combustion complète, TOUT le combustible se fixe à de l oxygène. Combustion propre

48 Combustibles: ce sont généralement des hydrocarbures (pris à partir du pétrole) Page 51 (figure 2.28) Équation: hydrocarbure + oxygène gaz carbonique + eau + énergie (chaleur, lumière ) C x H x + O 2 CO 2 + H 2 O

49 3 facteurs nécessaires à la combustion (Chaleur) -Point d éclair -Température d autoallumage

50 3 facteurs nécessaires à la combustion

51 Le gaz carbonique contribue au réchauffement de la planète (effet de serre) Animation

52 Combustion incomplète Combustion où il n y a pas assez d oxygène pour bien brûler le combustible. Cela produit du monoxyde de carbone (gaz sans goût, sans odeur et très toxique)