Réaction Chimique Acide et Carbonate : Ça Pétille !
Vinaigre sur de la craie ? Prépare-toi à voir des bulles !
As-tu déjà vu ce qui se passe quand on verse du vinaigre (un acide) sur de la craie ou du calcaire (qui contiennent du carbonate de calcium) ? Ça pétille, ça mousse, c'est une véritable petite fête chimique ! Cette effervescence est le signe d'une transformation chimique où de nouvelles substances sont formées, y compris un gaz. Dans cet exercice, nous allons explorer cette réaction pétillante et faire quelques calculs pour mieux la comprendre. 🔬🫧
L'Expérience Effervescente de Tom
Schéma de la Réaction Acide-Carbonate
Schéma simplifié de la réaction chimique.
Questions à traiter
- Qu'est-ce qu'une transformation chimique ? Cite un signe visible qui indique qu'une transformation chimique a eu lieu dans l'expérience de Tom.
- Dans cette expérience :
- Quels sont les réactifs (les substances présentes au début) ?
- Quel est le principal produit gazeux responsable de l'effervescence ? (Indice : c'est le même gaz que nous expirons).
- Calcul de la masse de gaz produit :
- Quelle était la masse totale du système (bécher + craie + vinaigre) avant le début de la réaction ?
- Quelle masse de gaz (dioxyde de carbone) s'est échappée du bécher pendant la réaction ? Explique ton calcul.
- Conservation de la masse :
- Si Tom avait réalisé l'expérience dans un ballon fermé hermétiquement (pour que le gaz ne s'échappe pas), quelle aurait été la masse indiquée par la balance après la réaction ? Justifie ta réponse.
- Ce principe s'appelle la conservation de la masse. Explique-le avec tes propres mots.
- Si Tom utilise \(20 \text{ g}\) de craie au lieu de \(10 \text{ g}\) (en supposant qu'il y a assez de vinaigre pour tout faire réagir), quelle masse de dioxyde de carbone serait produite ? (Utilise le résultat de la question 3b pour t'aider).
Correction : L'Expérience Effervescente
Question 1 : Transformation chimique et signes
Réponse :
Une transformation chimique est un processus au cours duquel des substances (appelées réactifs) se transforment en de nouvelles substances (appelées produits) ayant des propriétés différentes. Les atomes des réactifs se réarrangent pour former les produits.
Un signe visible qu'une transformation chimique a eu lieu dans l'expérience de Tom est l'effervescence, c'est-à-dire la formation et le dégagement de bulles de gaz.
Question 2 : Réactifs et produit gazeux
Réponse a) Réactifs :
Les réactifs dans cette expérience sont :
- La craie (carbonate de calcium)
- Le vinaigre (qui contient de l'acide acétique)
Réponse b) Principal produit gazeux :
Le principal produit gazeux responsable de l'effervescence est le dioxyde de carbone (\(\text{CO}_2\)).
Question 3 : Calcul de la masse de gaz produit
Réponse a) Masse totale avant réaction :
Masse du bécher + craie = \(110 \text{ g}\).
Masse de vinaigre ajouté = \(50 \text{ g}\).
La masse totale du système avant réaction était de \(160 \text{ g}\).
Réponse b) Masse de gaz (\(\text{CO}_2\)) échappée :
Masse totale avant réaction = \(160 \text{ g}\).
Masse totale après réaction (gaz échappé) = \(157,8 \text{ g}\).
Une masse de \(2,2 \text{ g}\) de dioxyde de carbone s'est échappée.
Quiz Intermédiaire 1 : L'effervescence observée lors de la réaction entre la craie et le vinaigre est due à la formation d'un :
Question 4 : Conservation de la masse
Réponse a) Masse dans un ballon fermé :
Si Tom avait réalisé l'expérience dans un ballon fermé hermétiquement, le gaz produit (dioxyde de carbone) n'aurait pas pu s'échapper. Dans ce cas, la masse indiquée par la balance après la réaction aurait été la même que la masse avant la réaction, c'est-à-dire \(160 \text{ g}\).
Réponse b) Explication de la conservation de la masse :
Le principe de la conservation de la masse (énoncé par Lavoisier) stipule que lors d'une transformation chimique, la masse totale des réactifs qui disparaissent est égale à la masse totale des produits qui se forment. Autrement dit, la matière ne se perd pas et ne se crée pas, elle se transforme : les atomes présents dans les réactifs se réarrangent pour former les produits, mais le nombre total d'atomes de chaque sorte reste le même, et donc la masse totale reste constante si le système est fermé (rien ne s'échappe, rien n'est ajouté de l'extérieur).
Question 5 : Production de \(\text{CO}_2\) avec \(20 \text{ g}\) de craie
Réponse :
D'après la question 3b, la réaction de \(10 \text{ g}\) de craie a produit \(2,2 \text{ g}\) de \(\text{CO}_2\).
Si Tom utilise \(20 \text{ g}\) de craie, c'est le double de la quantité initiale (\(20 \text{ g} = 2 \times 10 \text{ g}\)). En supposant qu'il y a assez de vinaigre pour que toute la craie réagisse, la masse de \(\text{CO}_2\) produite sera également doublée :
Avec \(20 \text{ g}\) de craie, \(4,4 \text{ g}\) de dioxyde de carbone seraient produits.
Quiz Intermédiaire 2 : La craie est principalement constituée de :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Le vinaigre est une substance qui se comporte comme :
2. Lors de la réaction entre un acide et un carbonate, le gaz produit est principalement du :
3. Si \(5 \text{ g}\) de craie produisent \(1,1 \text{ g}\) de \(\text{CO}_2\), combien de \(\text{CO}_2\) produiront \(15 \text{ g}\) de craie (avec assez de vinaigre) ?
Glossaire Acide-Carbonate
- Acide
- Substance chimique qui a un goût piquant (comme le citron ou le vinaigre) et qui peut réagir avec d'autres substances comme les carbonates. Le vinaigre contient de l'acide acétique.
- Carbonate
- Type de composé chimique. Le carbonate de calcium (\(\text{CaCO}_3\)) est le principal constituant de la craie, du calcaire et des coquilles d'œufs ou de mollusques.
- Réaction Acide-Carbonate
- Transformation chimique qui se produit lorsqu'un acide réagit avec un carbonate. Cette réaction produit généralement un sel, de l'eau et du dioxyde de carbone (qui provoque l'effervescence).
- Effervescence
- Production rapide de bulles de gaz dans un liquide, résultant d'une réaction chimique.
- Dioxyde de Carbone (\(\text{CO}_2\))
- Gaz incolore et inodore produit lors de nombreuses réactions, y compris la réaction acide-carbonate et la respiration.
- Réactif
- Substance présente au début d'une transformation chimique et qui est consommée ou transformée pendant la réaction.
- Produit
- Nouvelle substance formée au cours d'une transformation chimique.
- Conservation de la Masse
- Principe selon lequel, lors d'une transformation chimique dans un système fermé, la masse totale des réactifs qui disparaissent est égale à la masse totale des produits qui se forment. La matière ne se perd pas, elle se transforme.
- Masse
- Quantité de matière contenue dans un objet. Unité courante : gramme (\(\text{g}\)).
D’autres exercices de chimie 5 ème:
0 commentaires