Modélisation des Transformations Chimiques
Bilan de la Matière – Tronc Commun Technologies
Introduction
Lors d’une transformation chimique, les substances réagissent entre elles pour former de nouvelles substances. On parle de réactifs et de produits. Le bilan de matière permet de modéliser cette transformation à l’aide d’une équation chimique équilibrée.
1. Vocabulaire de base
- Réactif : substance consommée au cours de la réaction.
- Produit : substance formée à la fin de la réaction.
- Transformation chimique : réaction où les entités chimiques changent mais les atomes sont conservés.
Exemple : la combustion du carbone :
\[ \text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 \]
2. Principe de Conservation
Lors d’une transformation chimique :
- Le nombre d’atomes de chaque élément est conservé.
- La masse totale avant et après la réaction est constante (loi de Lavoisier).
On modélise cela avec une équation chimique équilibrée.
3. Équilibrer une réaction
Étapes :
- Écrire la formule des réactifs et des produits.
- Compter les atomes de chaque élément.
- Ajouter des coefficients stœchiométriques pour équilibrer.
Exemple : la combustion du méthane :
\[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]
✔ 1 atome de C, 4 atomes de H, 4 atomes de O des deux côtés.
4. Bilan de matière (tableau d’avancement)
Permet de suivre l’évolution des quantités de matière pendant la réaction.
Tableau d’avancement :
| État | Réactif A | Réactif B | Produit C |
|---|---|---|---|
| État initial | nA,0 | nB,0 | 0 |
| En cours | nA,0 – x | nB,0 – x | x |
| État final | … | … | xmax |
✔ Permet de déterminer le réactif limitant et les quantités finales.
5. Applications et Révisions
- Identifier les réactifs et produits dans une réaction
- Équilibrer une équation chimique
- Réaliser un tableau d’avancement
- Calculer les quantités de matière avant/après
📌 À retenir
- Une transformation chimique conserve les atomes et la masse totale.
- Le bilan de matière se fait via une équation chimique équilibrée.
- Le tableau d’avancement est un outil pour suivre les quantités de matière.
