La transformation chimique

Exercice 1 — Vocabulaire (4 points)
1. Définition d'une transformation chimique (1 pt)
Une transformation chimique (ou réaction chimique) est une modification de la matière au cours de laquelle des corps purs initiaux (réactifs) disparaissent et de nouveaux corps purs (produits) apparaissent. Les molécules des réactifs sont détruites et de nouvelles molécules sont créées.

2. Différence entre réactif et produit (1 pt)

• Un réactif est un corps pur présent avant la réaction ; il est consommé (disparaît) au cours de la transformation. Il s'écrit à gauche de la flèche.
• Un produit est un corps pur formé au cours de la réaction (il n'existait pas avant). Il s'écrit à droite de la flèche.

3. Trois signes expérimentaux d'une transformation chimique (1,5 pt — 0,5 pt par signe)

• Dégagement de gaz : apparition de bulles (ex. : comprimé effervescent dans l'eau).
• Changement de couleur : la couleur de la solution ou du solide change (ex. : cuivre qui noircit).
• Formation d'un précipité : un solide insoluble apparaît dans une solution initialement limpide.

(Autres signes acceptés : dégagement de chaleur/lumière, apparition ou disparition d'une odeur.)

4. Lecture de la flèche « → » (0,5 pt)
La flèche → se lit « donne » ou « se transforme en ». On ne dit jamais « est égal à ».

Exercice 2 — Identifier une transformation (4 points)
1. Beurre qui fond puis se resolidifie (1,5 pt)
Réponse : C'est une transformation physique.
Justification : Le beurre change d'état (solide → liquide → solide) mais ses molécules restent identiques. La transformation est réversible : on retrouve exactement le même beurre après refroidissement. Aucune nouvelle espèce chimique n'est créée.

2. Combustion du papier (1,5 pt)
Réponse : C'est une transformation chimique.
Justification : La combustion produit des cendres (nouvelles espèces solides), un dégagement de gaz (CO₂, vapeur d'eau) et une odeur : ce sont des signes expérimentaux d'une réaction chimique. De plus, la transformation est irréversible : on ne peut pas retrouver le papier à partir des cendres.

3. Formation d'un précipité jaune (1 pt)
Conclusion : Une transformation chimique a eu lieu.
Signe expérimental observé : la formation d'un précipité jaune (solide insoluble qui apparaît dans une solution initialement limpide). Ce solide n'existait pas parmi les réactifs : c'est une nouvelle espèce chimique créée par la réaction.

Exercice 3 — Bilans de réaction (6 points)
1. Combustion du soufre (1,5 pt)
Soufre + Dioxygène → Dioxyde de soufre
ou en formules : S + O₂ → SO₂
Justification : Le soufre (combustible) réagit avec le dioxygène (comburant) pour former du dioxyde de soufre (SO₂), un gaz incolore à l'odeur piquante.

2. Combustion du magnésium (1 pt)
Magnésium + Dioxygène → Oxyde de magnésium
ou : Mg + O₂ → MgO
Justification : Le dioxygène est le réactif manquant (comburant nécessaire à toute combustion). L'oxyde de magnésium est un solide blanc.

3. Photosynthèse (2 pt)
Dioxyde de carbone + Eau → Glucose + Dioxygène
ou : CO₂ + H₂O (+ lumière) → Glucose + O₂
Justification : Les réactifs (gauche) sont CO₂ et H₂O ; les produits (droite) sont le glucose et le dioxygène. La lumière est la source d'énergie qui permet la réaction (on peut la préciser mais ce n'est pas un réactif à proprement parler en 5e).

4. Identification dans Fer + Dioxygène → Oxyde de fer (1,5 pt)

• Réactifs : le fer et le dioxygène (à gauche de la flèche).
• Produit : l'oxyde de fer (à droite de la flèche).

Justification : Les réactifs sont les corps qui disparaissent (consommés), le produit est la nouvelle espèce formée (ici, la rouille/oxyde de fer).

Exercice 4 — Analyse expérimentale (4 points)
1. Le gaz qui fait « pop » lors de l'électrolyse (2 pt)
Réponse : Le gaz dans le tube est du dihydrogène (H₂).
Explication :

• Le test à la flamme (approcher une allumette enflammée) est le test caractéristique du dihydrogène : il produit une légère détonation (pop) en brûlant en présence du dioxygène de l'air.
• Lors de l'électrolyse de l'eau, l'eau (H₂O) est décomposée : Eau → Dihydrogène + Dioxygène. Le dihydrogène se dégage à la cathode (électrode négative) en quantité double du dioxygène.

2. L'eau de chaux se trouble après avoir soufflé (2 pt)
Ce que prouve cette observation : L'eau de chaux se trouble car elle contient du dioxyde de carbone (CO₂). En effet, le CO₂ réagit avec l'eau de chaux (Ca(OH)₂) pour former du carbonate de calcium (CaCO₃), un précipité blanc insoluble qui rend la solution laiteuse. Cela prouve la présence de CO₂ dans l'air expiré.
Transformation chimique à l'origine du CO₂ : C'est la respiration cellulaire. Dans les cellules du corps, le glucose (issu de la digestion) réagit avec le dioxygène pour produire du CO₂ et de l'eau : Glucose + Dioxygène → Dioxyde de carbone + Eau. C'est une transformation chimique (réaction de combustion biologique).

Exercice 5 — Raisonnement (2 points)
Corrigé attendu (2 à 3 phrases) :
Le chimiste peut conclure qu'une transformation chimique a eu lieu. En effet, les corps obtenus ont des propriétés radicalement différentes (couleur, odeur, état physique) des corps de départ, ce qui indique que de nouvelles espèces chimiques ont été créées. De plus, l'impossibilité de retrouver les corps initiaux par filtration ou évaporation confirme que la transformation est irréversible, caractéristique essentielle d'une réaction chimique.

Critères de réussite :

• Utilisation du terme « transformation chimique » (0,5 pt).
• Mention de la création de nouvelles espèces / propriétés différentes (0,75 pt).
• Mention de l'irréversibilité comme argument (0,75 pt).