Quelle est l’importance des réactions chimiques ?

Il y a longtemps, les gens ont découvert que :

• les substances peuvent réagir pour créer de nouvelles substances
• ces réactions peuvent être contrôlées

La science de la chimie a commencé lorsque les gens ont commencé à expérimenter les réactions chimiques de façon systématique et à organiser leurs résultats de façon logique.

A mesure que la chimie s’est développée, les scientifiques ont appris que les êtres vivants n’existent qu’à la suite de réactions chimiques – et cela inclut vous et moi.

Tout être vivant est un ensemble chimique remarquablement bien organisé et autogéré.

Ensembles chimiques sophistiqués ?

Notre société de haute technologie ne pourrait pas exister sans la capacité des chimistes à contrôler précisément les réactions chimiques – l’écran que vous regardez en ce moment est un exemple d’appareil qui serait impossible à fabriquer.

Donc, sur une échelle d’importance scientifique de un à dix, les réactions chimiques ont une note de dix.

Les gens ont commencé à faire réagir des produits chimiques il y a longtemps

Nos anciens ancêtres ont appris :

• Comment exploiter et contrôler la réaction oxygène-bois pour faire du feu.
• Comment libérer les métaux de leurs minerais pour fabriquer des charrues, des haches, des marteaux et des ciseaux efficaces.
• Comment désinfecter/fumiger les pièces et les bâtiments avec du dioxyde de soufre, le gaz libéré par la combustion du soufre.
• Comment transformer le calcaire en oxyde de calcium, la base du ciment et du béton. Des projets de construction à grande échelle, comme le Colisée de la Rome antique, sont devenus possibles.

Le Colisée a été construit avec du ciment d’oxyde de calcium. Ce bâtiment a presque 2000 ans. Image de Paul Zangaro

Les utilisations n’étaient pas toutes pacifiques

Nos ancêtres ont utilisé de nouveaux matériaux, comme le fer et l’acier, pour faire la guerre. Ils ont découvert des réactions chimiques explosives et ont fabriqué de la poudre à canon en mélangeant du nitrate de potassium, du carbone et du soufre.

Nous faisons encore de nouvelles découvertes

La technologie mobile dépend des découvertes faites par les chimistes – des plastiques aux batteries lithium-ion.

Bien que nous en sachions beaucoup plus sur la chimie que nos ancêtres, nous continuons à étudier les réactions chimiques ; cela apporte des améliorations à la technologie et à notre santé.

La simple excitation de faire de nouvelles découvertes pousse également les chimistes à continuer à étudier les réactions. Voici quelques exemples :

• Les réactions chimiques du lithium alimentent nos téléphones, nos tablettes et nos appareils photo.
• Les réactions biochimiques et électrochimiques permettent à notre cerveau de stocker des souvenirs et de penser.
• De nouvelles réactions chimiques et biochimiques pour produire de nouveaux antibiotiques, car les bactéries deviennent de plus en plus résistantes aux antibiotiques que nous utilisons aujourd’hui.

Réactifs et produits

Les réactions chimiques commencent par des réactifs et se terminent par des produits. Dans les réactions chimiques :

L’utilisation de la flèche pointant vers la droite ci-dessus implique que tous les réactifs se transforment en produits. Par exemple, nous pouvons fabriquer de l’eau en faisant réagir de l’hydrogène avec de l’oxygène. Les réactifs sont l’hydrogène et l’oxygène. Le produit est l’eau en phase gazeuse car la réaction produit beaucoup de chaleur.

Souvent, les réactions chimiques aboutissent à un équilibre dans lequel la réaction se déroule dans les deux sens, ce qui conduit à un mélange de réactifs et de produits.

Ceci est illustré à l’aide d’une flèche différente :

Par exemple, la réaction en phase gazeuse utilisée pour fabriquer de l’ammoniac à partir d’hydrogène et d’azote aboutit à un équilibre :

À l’équilibre, les vitesses de réaction dans les sens direct et inverse sont égales.

Comment sait-on qu’il y a eu une réaction chimique ?

Le saviez-vous ?

Les lucioles brillent lorsqu’une réaction chimique dans leur corps libère de la lumière.

La luciole de Yikrazuul

Il y a eu une réaction chimique uniquement lorsqu’une ou plusieurs substances nouvelles sont fabriquées. Cela est parfois évident, parfois moins.

Vous détecterez aussi souvent un changement d’énergie, car la réaction s’échauffe ou se refroidit.

Exemple

Les aliments peuvent réagir chimiquement avec l’oxygène. Deux façons de faire réagir les aliments avec l’oxygène sont la combustion et la respiration.

Si l’aliment est un hydrate de carbone, l’équation motrice pour la combustion et la respiration est :

Combustion
Les cendres et la flamme rendent évident que de nouvelles substances sont fabriquées et que de l’énergie a été libérée. Les cendres se forment parce que les aliments ne brûlent généralement pas proprement. Bien que le dioxyde de carbone et l’eau formés par la réaction soient moins évidents, la cendre et la flamme permettent de dire facilement qu’une réaction chimique a eu lieu.

Respiration
La preuve d’une réaction chimique pendant la respiration est plus subtile que lorsque nous brûlons des aliments. Il n’est pas évident que de l’eau et du dioxyde de carbone soient fabriqués par la réaction, bien que nous puissions les détecter. Par exemple, nous pouvons utiliser de l’eau de chaux pour montrer qu’il y a plus de dioxyde de carbone dans l’air que nous expirons que dans l’air que nous inspirons. Souffler sur une fenêtre froide produit de la condensation, ce qui indique la présence d’eau dans notre souffle. L’énergie libérée par la respiration permet à tous les animaux de notre planète de se déplacer et aux animaux à sang chaud de rester au chaud.

Signes d’une réaction chimique

Recherchez un ou plusieurs de ces signes :

Changements d’apparence

Un gaz est libéré

Un solide apparaît ou disparaît

Il y a un changement de couleur

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Changements d’énergie

La température change

Lumière/flames vues

Un son est entendu

Les signes ci-dessus sont tous des indices, mais (sauf pour les flammes) ne prouvent pas qu’il y a eu une réaction.

Rappellez-vous :
Une réaction chimique ne s’est produite que si une ou plusieurs substances nouvelles sont fabriquées.

Voici un exemple de réaction chimique. Identifiez le ou les réactifs et le ou les produits.

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Vous faites griller du pain et vous finissez par le brûler. Y a-t-il eu une réaction chimique ? Pourquoi ?

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Un arbre pousse un peu plus haut. Y a-t-il eu une réaction chimique ? Pourquoi ?

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Citez trois indices visuels indiquant qu’une réaction chimique a pu se produire.

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Lorsque l’eau gèle, y a-t-il eu une réaction chimique ? Pourquoi ?

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