Équation de réaction : cours de 4e

Tu as déjà observé des transformations chimiques : une bougie qui brûle, un gaz de cuisinière qui s'enflamme, un clou qui rouille. Dans chaque cas, des substances disparaissent et d'autres apparaissent. Tu sais les distinguer des transformations physiques (fusion de la glace, dissolution du sucre) grâce à des observations et à des tests, comme le prévoit le programme ².

Décrire ces transformations avec des phrases est possible, mais c'est long et peu précis. Les chimistes utilisent donc une écriture courte et universelle : l'équation de réaction. Elle permet de dire d'un seul coup d'œil ce qui est consommé, ce qui est formé, et en quelles quantités relatives.

Ce chapitre vient après ceux sur les atomes et les molécules, sur la différence entre transformation physique et chimique, et sur les combustions. Il prépare le chapitre suivant, la conservation de la masse.

Avant d'écrire quoi que ce soit, il faut savoir qui joue quel rôle. Dans une transformation chimique, on parle d'un état initial (avant) et d'un état final (après) ¹. Les espèces qui sont là au départ et qui disparaissent sont les réactifs. Celles qui apparaissent sont les produits ¹.

La flèche indique un sens : on va du « avant » vers le « après ». C'est pour cette raison qu'on évite d'y mettre un signe égal. Le signe égal laisserait penser que les deux côtés jouent le même rôle, alors que les réactifs ne sont pas les produits, et que le temps s'écoule de l'un vers l'autre ⁴.

Une équation contient deux sortes de nombres, et il ne faut surtout pas les confondre.

• Les petits nombres en bas d'une formule (l'indice) : dans $\text{H}_2\text{O}$, le 2 indique qu'une molécule d'eau contient deux atomes d'hydrogène. Ces nombres font partie de la formule de l'espèce, on ne les modifie jamais.
• Le grand nombre devant une formule (le coefficient) : dans $2\,\text{H}_2\text{O}$, il indique qu'on compte deux molécules d'eau.

Pourquoi les nombres des deux côtés se correspondent-ils ? Parce qu'une transformation chimique ne crée pas d'atomes et n'en détruit pas. Elle les réorganise. Le programme demande d'interpréter une transformation chimique comme une redistribution des atomes ³.

Dans les documents du programme, on voit passer plusieurs façons de décrire une réaction. Elles ne se valent pas, et la différence compte.

L'équation de réaction reprend ce bilan, mais avec des formules chimiques et des coefficients. On passe donc de deux informations (qui réagit, qui est formé) à quatre (en plus : les formules et les proportions).

Il faut être précis sur le niveau d'exigence, pour ne pas te mettre une pression inutile. En 4e, on ne te demande pas d'écrire ni d'ajuster seul les équations de réaction : cette maîtrise est attendue en 3e. On te demande de savoir les interpréter en termes de réactifs, de produits et de nombres stœchiométriques ².

Tu entendras peut-être parler de réactions nucléaires, comme la radioactivité. Elles se représentent elles aussi par une équation d'allure semblable ⁵. Pourtant, ce n'est pas le même type de phénomène. Une réaction chimique ne concerne que les électrons ou les liaisons entre les atomes : elle conserve les éléments chimiques. Une réaction nucléaire, elle, transforme un noyau en un autre ⁵.

Pour résumer le chapitre : une équation de réaction est un outil de description. Elle te dit quels réactifs disparaissent, quels produits apparaissent, en quelles proportions de molécules, et comment les atomes se redistribuent. Avec un peu d'entraînement sur le comptage des atomes, tu la liras aussi facilement qu'une recette de cuisine.