RéAction Chimique

Nous expliquons ce qu’est une réaction chimique, les types qui existent, sa vitesse et d’autres caractéristiques. Aussi, les changements physiques et chimiques.

Qu’est-ce qu’une réaction chimique ?

Les réactions chimiques (également appelées modifications chimiques ou phénomènes chimiques ) sont des processus thermodynamiques de transformation de la matière . Ces réactions impliquent deux substances ou plus (réactifs ou réactifs), qui changent de manière significative au cours du processus, et peuvent consommer ou libérer de l’énergie pour générer deux substances ou plus appelées produits .

Toute réaction chimique soumet la matière à une transformation chimique, altérant sa structure et sa composition moléculaire (par opposition aux changements physiques qui n’affectent que sa forme ou son état d’agrégation ). Les changements chimiques produisent généralement de nouvelles substances , différentes de celles que nous avions au début.

Les réactions chimiques peuvent se produire spontanément dans la nature (sans intervention humaine), ou elles peuvent également être générées par l’homme en laboratoire dans des conditions contrôlées.

De nombreux matériaux que nous utilisons quotidiennement sont obtenus industriellement à partir de substances plus simples combinées par une ou plusieurs réactions chimiques.

Voir aussi: Composé chimique

transformations physiques et chimiques de la matière

Les changements physiques de la matière sont ceux qui modifient sa forme sans changer sa composition , c’est-à-dire sans changer le type de substance en question.

Ces changements ont à voir avec des changements dans l’état d’agrégation de la matière ( solide , liquide , gazeux ) et d’autres propriétés physiques ( couleur , densité , magnétisme , etc.).

Les changements physiques sont généralement réversibles en ce sens qu’ils modifient la forme ou l’état de la matière, mais pas sa composition. Par exemple, en faisant bouillir de l’ eau , nous pouvons transformer un liquide en gaz, mais la vapeur résultante est toujours composée de molécules d’eau. Si nous congelons de l’eau, elle devient solide mais chimiquement c’est toujours la même substance.

Les changements chimiques modifient la distribution et les liaisons des atomes de matière , les faisant se combiner différemment, obtenant ainsi des substances différentes des initiales, bien que toujours dans la même proportion , puisque la matière ne peut être ni créée ni détruite, seulement transformée.

Par exemple, si nous faisons réagir de l’eau (H ₂ O) et du potassium (K), nous obtiendrons deux nouvelles substances : l’hydroxyde de potassium (KOH) et l’hydrogène (H ₂ ). C’est une réaction qui libère normalement beaucoup d’énergie et qui est donc très dangereuse.

Caractéristiques d’une réaction chimique

Les réactions chimiques sont généralement des processus irréversibles, c’est-à-dire qu’elles impliquent la formation ou la destruction de liaisons chimiques entre les molécules des réactifs, générant une perte ou un gain d’énergie.

Dans une réaction chimique, la matière est profondément transformée, bien que parfois cette recomposition ne soit pas visible à l’œil nu. Pourtant, les rapports des réactifs peuvent être mesurés, ce qui concerne la stoechiométrie.

D’autre part, les réactions chimiques génèrent certains produits en fonction de la nature des réactifs, mais aussi des conditions dans lesquelles la réaction se produit.

Une autre question importante dans les réactions chimiques est la vitesse à laquelle elles se produisent, puisque le contrôle de leur vitesse est essentiel pour leur utilisation dans l’industrie , la médecine, etc. En ce sens, il existe des méthodes pour augmenter ou diminuer la vitesse d’une réaction chimique.

Un exemple est l’utilisation de catalyseurs, des substances qui augmentent la vitesse des réactions chimiques. Ces substances n’interviennent pas dans les réactions, elles contrôlent uniquement la vitesse à laquelle elles se produisent. Il existe également des substances appelées inhibiteurs, qui sont utilisées de la même manière mais qui ont l’effet inverse, c’est-à-dire qu’elles ralentissent les réactions.

Comment une réaction chimique est-elle représentée ?

Les réactions chimiques sont représentées par des équations chimiques , c’est-à-dire des formules dans lesquelles les réactifs participants et les produits obtenus sont décrits, indiquant souvent certaines conditions de la réaction, telles que la présence de chaleur, de catalyseurs, de lumière, etc.

La première équation chimique de l’histoire a été écrite en 1615 par Jean Begin , dans l’un des premiers traités de chimie , le Tyrocinium Chymicum. Aujourd’hui, ils sont un enseignement commun et grâce à eux, nous pouvons plus facilement visualiser ce qui se passe dans une réaction donnée.

La manière générale de représenter une équation chimique est la suivante :

Où:

• A et B sont les réactifs.
• C et D sont les produits.
• a , b , c et d sont les coefficients stoechiométriques (ce sont des nombres qui indiquent la quantité de réactifs et de produits) qu’il faut ajuster pour qu’il y ait la même quantité de chaque élément dans les réactifs et dans les produits. De cette manière, la loi de conservation de la masse est remplie (qui établit que la masse n’est ni créée ni détruite, elle ne fait que se transformer).

Types et exemples de réactions chimiques

Les réactions chimiques peuvent être classées selon le type de réactifs qui réagissent. Sur cette base, les réactions chimiques inorganiques et les réactions chimiques organiques peuvent être distinguées . Mais d’abord, il est important de connaître certains des symboles utilisés pour représenter ces réactions par des équations chimiques :

réactions inorganiques. Ils impliquent des composés inorganiques et peuvent être classés comme suit :

• Selon le type de transformation.
  • Réactions de synthèse ou d’addition. Deux substances se combinent pour donner une substance différente. Par exemple:
    
  • Réactions de décomposition. Une substance se décompose en ses composants simples, ou une substance réagit avec une autre et se décompose en d’autres substances qui contiennent ses composants. Par exemple:
    
  • Réactions de déplacement ou de substitution. Un composé ou un élément prend la place d’un autre dans un composé, le substitue et le laisse libre. Par exemple:
    
  • Réactions de double substitution. Deux réactifs échangent simultanément des composés chimiques ou des éléments . Par exemple:
    
• Selon le type et la forme d’énergie échangée.
  • Réactions endothermiques . La chaleur est absorbée pour que la réaction puisse se produire. Par exemple:
    
  • Réactions exothermiques . De la chaleur est dégagée lors de la réaction. Par exemple:
    
  • réactions endolumineuses. La lumière est nécessaire pour que la réaction se produise. Par exemple : la photosynthèse .
    
  • Réactions exolumineuses. La lumière est émise lorsque la réaction se produit. Par exemple:
    
  • Réactions endoélectriques. L’énergie électrique est nécessaire pour que la réaction se produise. Par exemple:
    
  • Réactions exoélectriques. L’énergie électrique est libérée ou générée lorsque la réaction se produit. Par exemple:
    
• en fonction de la vitesse de réaction.
  • Réactions lentes. La quantité de réactifs consommés et la quantité de produits formés en un temps donné est très faible. Par exemple : l’oxydation du fer. C’est une réaction lente, que nous voyons quotidiennement dans les objets en fer rouillés. Si cette réaction n’était pas lente, nous n’aurions pas de très vieilles structures en fer dans le monde d’aujourd’hui.
    
  • Réactions rapides. La quantité de réactifs consommés et la quantité de produits formés en un temps donné est importante. Par exemple : la réaction du sodium avec l’eau est une réaction qui, en plus de se produire rapidement, est très dangereuse.
    
• Selon le type de particules impliquées.
  • Réactions acido-basiques . Les protons (H ⁺ ) sont transférés . Par exemple:
    
  • Réactions d’oxydoréduction. Les électrons sont transférés . Dans ce type de réaction, il faut regarder le nombre d’oxydation des éléments impliqués. Si le nombre d’oxydation d’un élément augmente, il s’oxyde, s’il diminue, il se réduit. Par exemple : dans cette réaction, le fer est oxydé et le cobalt est réduit.
    
• selon le sens de la réaction.
  • réactions réversibles. Ils se produisent dans les deux sens, c’est-à-dire que les produits peuvent être reconvertis en réactifs. Par exemple:
    
  • réactions irréversibles. Ils se produisent dans un sens, c’est-à-dire que les réactifs sont transformés en produits et que le processus inverse ne peut pas se produire. Par exemple:
    

Réactions organiques. Ils impliquent des composés organiques, qui sont ceux qui sont liés à la base de la vie. Ils dépendent du type de composé organique pour leur classification, puisque chaque groupe fonctionnel a une gamme de réactions spécifiques. Par exemple, alcanes, alcènes, alcynes, alcools , cétones, aldéhydes, éthers, esters, nitriles, etc.

Voici quelques exemples de réactions de composés organiques :

• Halogénation des alcanes. Un hydrogène de l’alcane est remplacé par l’halogène correspondant.
  
• combustion des alcanes. Les alcanes réagissent avec l’oxygène pour donner du dioxyde de carbone et de l’eau. Ce type de réaction libère une grande quantité d’énergie.
  
• Halogénation des alcènes. Deux des hydrogènes présents sur les carbones formant la double liaison sont remplacés.
  
• Hydrogénation des alcènes. Deux hydrogènes sont ajoutés à la double liaison, produisant ainsi l’alcane correspondant. Cette réaction se produit en présence de catalyseurs tels que le platine, le palladium ou le nickel.
  

Importance des réactions chimiques

Les réactions chimiques sont fondamentales pour l’existence et la compréhension du monde tel que nous le connaissons. Les changements subis par la matière dans des conditions naturelles ou créées par l’homme (et génèrent souvent des matériaux précieux) n’en sont qu’un exemple. La plus grande preuve de l’importance des réactions chimiques est la vie elle-même, dans toutes ses expressions.

L’existence d’ êtres vivants de toutes sortes n’est possible que grâce à la capacité de réaction de la matière, qui a permis aux premières formes de vie cellulaires d’échanger de l’énergie avec leur environnement par des voies métaboliques, c’est-à-dire par des séquences de réactions chimiques qui ont produit plus d’énergie utile qu’ils n’en consommaient.

Par exemple, dans notre vie quotidienne, la respiration est constituée de multiples réactions chimiques, qui sont également présentes dans la photosynthèse des plantes .

Vitesse d’une réaction chimique

Les réactions chimiques nécessitent un temps stipulé pour se produire, qui varie en fonction de la nature des réactifs et de l’environnement dans lequel la réaction se produit.

Les facteurs qui affectent la vitesse des réactions chimiques sont généralement :

• hausse de température. Les températures élevées ont tendance à augmenter la vitesse des réactions chimiques.
• Augmentation de la pression. L’augmentation de la pression augmente généralement la vitesse des réactions chimiques. Cela se produit généralement lorsque des substances sensibles aux changements de pression, comme les gaz, réagissent. Dans le cas des liquides et des solides, les changements de pression ne provoquent pas de changements importants dans la vitesse de leurs réactions.
• Etat d’agrégation dans lequel se trouvent les réactifs. Les solides ont tendance à réagir plus lentement que les liquides ou les gaz, bien que la vitesse dépende également de la réactivité de chaque substance.
• Utilisation de catalyseurs (substances utilisées pour augmenter la vitesse des réactions chimiques). Ces substances n’interviennent pas dans les réactions, elles contrôlent uniquement la vitesse à laquelle elles se produisent. Il existe également des substances appelées inhibiteurs, qui sont utilisées de la même manière mais qui ont l’effet inverse, c’est-à-dire qu’elles ralentissent les réactions.
• Énergie lumineuse (Lumière). Certaines réactions chimiques sont accélérées lorsque la lumière les éclaire.
• Concentration des réactifs. La plupart des réactions chimiques se produisent plus rapidement si elles ont une concentration élevée de leurs réactifs.

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