Transformations chimiques et équation de réaction : cours de 2de

Publié le 9 novembre 2026 · Mis à jour le 9 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

Une transformation chimique change la nature des espèces présentes : des réactifs disparaissent, des produits apparaissent.
On la modélise par une réaction chimique, représentée par une équation de réaction : réactifs à gauche, produits à droite, séparés par une flèche.
Les atomes se réarrangent sans se créer ni se détruire : l'équation doit être ajustée avec des coefficients stœchiométriques entiers, placés devant les formules.
Quand des ions interviennent, la charge électrique doit aussi être la même des deux côtés.
On ajuste en trois temps : écrire les formules, compter élément par élément, corriger uniquement les coefficients, jamais les formules.
L'équation est un modèle macroscopique : elle ne décrit pas ce qui se passe réellement, molécule par molécule.

Du constat à la modélisation

Quand tu fais brûler du gaz dans une cuisinière, quand un clou rouille ou quand un comprimé effervescent mousse dans un verre, quelque chose de profond se passe : la matière ne fait pas que changer d'aspect, elle devient autre chose. Ce chapitre t'apprend à décrire ce phénomène avec précision, puis à l'écrire sous la forme d'une équation de réaction.

Le programme de seconde demande exactement cela : partir d'observations pour modéliser, au niveau macroscopique, une transformation chimique par une réaction chimique ¹. Tu dois aussi savoir, à partir de données expérimentales, établir l'équation de réaction et l'ajuster ³.

Tu as déjà étudié les transformations physiques (fusion, vaporisation, dissolution d'un solide dans l'eau…). Dans ces cas, les espèces chimiques restent les mêmes : seul leur état ou leur répartition change. Une transformation chimique, elle, fait disparaître des espèces et en fait apparaître de nouvelles. C'est ce critère, le changement d'espèces, qui permet de trancher.

Réactifs, produits et réaction chimique

Pour parler d'une transformation chimique, on a besoin de deux mots. Les espèces qui disparaissent sont les réactifs. Les espèces qui se forment sont les produits ⁵. Ces mots ne désignent pas des substances « bonnes » ou « mauvaises » : ils indiquent seulement leur rôle dans la transformation étudiée.

Une même réaction chimique peut modéliser plusieurs transformations différentes. Par exemple, deux transformations réalisées avec des quantités ou des conditions différentes peuvent être décrites par une seule réaction, dès lors que les mêmes espèces sont consommées et formées ². La réaction est donc un modèle : elle résume ce qui est commun à toutes ces transformations, alors que chaque transformation est une expérience particulière.

Ce qui se conserve : atomes, éléments, charge

Avant d'écrire une équation, il faut comprendre pourquoi elle doit être « équilibrée ». La raison est simple : au cours d'une réaction, les atomes ne sont ni créés ni détruits. Ils changent seulement de partenaires. La matière est constituée d'atomes regroupés dans des composés ; pendant la réaction, ces composés échangent leurs atomes, ce qui change leur nature ⁵.

« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. » Cette formule populaire résume le principe énoncé par Lavoisier ⁵.

Lavoisier

Cette idée, associée aux travaux de Lavoisier en 1777, traduit la conservation de la masse : on ne mesure aucune variation de masse lors d'une réaction chimique ⁵. Comme la masse totale est conservée et que les atomes sont seulement réorganisés, il y a autant d'atomes de chaque élément avant et après la réaction.

Écrire une équation de réaction

Pour représenter ce qui se passe, on écrit une équation chimique, c'est-à-dire un écrit symbolique qui modélise la transformation ⁴. On parle aussi d'équation de réaction. Elle se lit de gauche à droite, comme le temps qui s'écoule.

Le symbole entre les deux membres est une flèche et non un signe égal. Le signe égal exprime une équivalence, il ne distingue pas les réactifs des produits ; la flèche, elle, garde l'idée d'un déroulement dans le temps ⁴. Les réactifs sont donc toujours à gauche de la flèche.

Il existe deux grandes familles de flèches. La flèche simple signale une transformation qui ne se fait que dans un sens. La double flèche signale une réaction réversible, où la transformation directe est freinée par la transformation inverse qui se produit en même temps ⁴. En seconde, tu rencontres surtout la flèche simple.

Ajuster une équation : la méthode

Ajuster une équation, c'est choisir les coefficients stœchiométriques pour que chaque élément, et la charge s'il y a des ions, se retrouve en même quantité des deux côtés. Rien d'autre ne peut changer.

ÉcrireFormules exactes, réactifs à gauche, produits à droite
Premier élémentChoisir un élément présent dans une seule espèce par côté
Éléments suivantsGarder l'oxygène pour la fin
EntiersMultiplier l'équation si un coefficient est fractionnaire
VérifierRecompter chaque élément et la charge

Ajuster une équation de réaction · Seuls les coefficients changent, jamais les formules.

ExempleCombustion du méthane

On part de $\mathrm{CH_4} + \mathrm{O_2} \longrightarrow \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O}$ . La combustion du méthane figure parmi les transformations à modéliser en seconde ³.

Carbone : 1 atome à gauche, 1 à droite. C'est déjà bon.
Hydrogène : 4 atomes à gauche dans $\mathrm{CH_4}$ , 2 dans $\mathrm{H_2O}$ à droite. On place le coefficient 2 devant $\mathrm{H_2O}$ : $\mathrm{CH_4} + \mathrm{O_2} \longrightarrow \mathrm{CO_2} + 2\,\mathrm{H_2O}$ .
Oxygène : à droite, 2 dans $\mathrm{CO_2}$ plus 2 dans les deux $\mathrm{H_2O}$ , soit 4 atomes. À gauche, chaque $\mathrm{O_2}$ en apporte 2 : il en faut 2.

L'équation ajustée est :

$\mathrm{CH_4} + 2\,\mathrm{O_2} \longrightarrow \mathrm{CO_2} + 2\,\mathrm{H_2O}$

Vérification : 1 C, 4 H et 4 O de chaque côté.

Équations avec des ions : conservation de la charge

Beaucoup de transformations étudiées en seconde se produisent en solution et font intervenir des ions. Dans ce cas, deux conditions doivent être remplies à la fois : le même nombre d'atomes de chaque élément, et la même charge totale.

ExempleLe cuivre et les ions argent

Une lame de cuivre plongée dans une solution contenant des ions argent se recouvre d'argent solide, et la solution contient ensuite des ions cuivre(II). Une formulation courante dit qu'une mole de cuivre réagit avec deux moles d'ions argent ². Ce rapport 1 pour 2 se lit directement dans les coefficients.

On écrit d'abord : $\mathrm{Cu(s)} + \mathrm{Ag^+(aq)} \longrightarrow \mathrm{Cu^{2+}(aq)} + \mathrm{Ag(s)}$ .

Les atomes sont déjà en bon nombre (1 Cu, 1 Ag), mais la charge ne l'est pas : $+1$ à gauche, $+2$ à droite.
On place 2 devant $\mathrm{Ag^+}$ : la charge gauche devient $+2$ . Il faut alors 2 atomes d'argent à droite.

$\mathrm{Cu(s)} + 2\,\mathrm{Ag^+(aq)} \longrightarrow \mathrm{Cu^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{Ag(s)}$

Charge totale : $+2$ des deux côtés.

Les transformations du programme en exemples

En seconde, tu dois savoir modéliser par une équation plusieurs transformations bien précises : brûler du carbone ou du méthane, attaquer un métal avec un acide, verser un acide sur du calcaire, ou mélanger de l'acide chlorhydrique et de l'hydroxyde de sodium en solution ³. Les exemples qui suivent montrent comment écrire puis ajuster chacune de ces équations.

Équations ajustées du chapitre
Transformation	Équation ajustée
Combustion du carbone	C + O2 → CO2
Combustion du méthane	CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Magnésium et acide	Mg + 2 H+ → Mg2+ + H2
Acide et hydroxyde	H+ + HO- → H2O

Équations ajustées du chapitre · Chaque équation conserve les éléments et la charge.

Ce que l'équation dit, et ce qu'elle ne dit pas

Une équation de réaction est un outil puissant, mais il faut connaître ses limites. Elle indique quelles espèces sont consommées et formées, et dans quelles proportions. Couplée à un bilan de matière, elle permet de prévoir ce qui se passe dans le système ². C'est ce que tu approfondiras avec l'avancement et le réactif limitant, qui prolongent ce chapitre.

Sur le plan énergétique, une réaction peut dégager de l'énergie, souvent sous forme de chaleur, parfois de lumière : on la qualifie alors d'exothermique ⁵. L'équation de base ne mentionne pas cet aspect, mais il explique pourquoi un feu réchauffe. Certaines réactions sont aussi facilitées par un catalyseur, substance qui accélère la transformation sans être consommée ⁵ ; il n'apparaît pas parmi les réactifs de l'équation.

Les erreurs fréquentes à éviter

Exercices corrigés

Exercice 1 Combustion du méthane : somme des coefficients

★☆☆Environ 8 min

On étudie la combustion du méthane dans le dioxygène, qui forme du dioxyde de carbone et de l'eau.

Écris l'équation non ajustée.
Ajuste-la avec des coefficients entiers les plus petits possibles.
Donne la somme de tous les coefficients stœchiométriques de l'équation ajustée (un coefficient absent vaut 1).

Indice 1

Commence par l'hydrogène, présent dans $\mathrm{CH_4}$ et dans $\mathrm{H_2O}$ .

Indice 2

Garde l'oxygène pour la fin et compte-le dans $\mathrm{CO_2}$ et dans $\mathrm{H_2O}$ .

Voir la correction pas à pas

Équation non ajustée : $\mathrm{CH_4} + \mathrm{O_2} \longrightarrow \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O}$ .
Le carbone est équilibré : 1 atome de chaque côté.
L'hydrogène : 4 atomes à gauche, 2 par molécule d'eau à droite. On place 2 devant $\mathrm{H_2O}$ .
L'oxygène : à droite 2 (dans $\mathrm{CO_2}$ ) + 2 (dans $2\,\mathrm{H_2O}$ ) = 4 atomes. À gauche, chaque $\mathrm{O_2}$ en apporte 2, donc on place 2 devant $\mathrm{O_2}$ .
Équation ajustée : $\mathrm{CH_4} + 2\,\mathrm{O_2} \longrightarrow \mathrm{CO_2} + 2\,\mathrm{H_2O}$ (1 C, 4 H, 4 O de chaque côté).
Somme des coefficients : $1 + 2 + 1 + 2 = 6$ .

La somme des coefficients vaut 6. Cette somme n'a pas de sens physique en elle-même ; elle sert seulement ici à contrôler ton ajustement.

Exercice 2 Cuivre et ions argent : équilibrer la charge

★★☆Environ 10 min

Une lame de cuivre $\mathrm{Cu(s)}$ est plongée dans une solution d'ions argent $\mathrm{Ag^+(aq)}$ . Il se forme de l'argent solide $\mathrm{Ag(s)}$ et des ions cuivre(II) $\mathrm{Cu^{2+}(aq)}$ .

Écris l'équation non ajustée.
Calcule la charge totale de chaque membre. Que constates-tu ?
Ajuste l'équation et donne le coefficient de $\mathrm{Ag^+}$ dans l'équation ajustée.

Indice 1

Compare la charge totale à gauche et à droite avant de toucher aux coefficients.

Indice 2

Corriger la charge d'un côté oblige à corriger le nombre d'atomes de l'autre.

Voir la correction pas à pas

Équation non ajustée : $\mathrm{Cu(s)} + \mathrm{Ag^+(aq)} \longrightarrow \mathrm{Cu^{2+}(aq)} + \mathrm{Ag(s)}$ .
Charge à gauche : $0 + (+1) = +1$ . Charge à droite : $(+2) + 0 = +2$ . Les charges diffèrent, l'équation n'est pas ajustée même si les atomes le sont.
Pour obtenir $+2$ à gauche, on place 2 devant $\mathrm{Ag^+}$ : charge gauche $= 2 \times (+1) = +2$ .
Il y a maintenant 2 atomes d'argent à gauche : on place 2 devant $\mathrm{Ag(s)}$ à droite.
Équation ajustée : $\mathrm{Cu(s)} + 2\,\mathrm{Ag^+(aq)} \longrightarrow \mathrm{Cu^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{Ag(s)}$ . Charges : $+2$ des deux côtés.
Le coefficient de $\mathrm{Ag^+}$ est 2.

Le coefficient de $\mathrm{Ag^+}$ est 2. On retrouve le rapport « une mole de cuivre pour deux moles d'ions argent » : l'équation ajustée dit la même chose que ce rapport.

Exercice 3 Combustion du propane : compter les atomes d'oxygène

★★★Environ 12 min

Le propane de formule $\mathrm{C_3H_8}$ brûle dans le dioxygène en formant du dioxyde de carbone et de l'eau.

Écris l'équation non ajustée.
Ajuste-la avec les plus petits coefficients entiers.
Combien d'atomes d'oxygène comptes-tu dans les produits (membre de droite) ?

Indice 1

Pose d'abord le coefficient de $\mathrm{CO_2}$ à partir du nombre d'atomes de carbone du propane.

Indice 2

Déduis ensuite celui de $\mathrm{H_2O}$ à partir des atomes d'hydrogène, puis celui de $\mathrm{O_2}$ en dernier.

Voir la correction pas à pas

Équation non ajustée : $\mathrm{C_3H_8} + \mathrm{O_2} \longrightarrow \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O}$ .
Carbone : 3 atomes à gauche, donc 3 devant $\mathrm{CO_2}$ .
Hydrogène : 8 atomes à gauche, donc 4 devant $\mathrm{H_2O}$ (car $4 \times 2 = 8$ ).
Oxygène à droite : $3 \times 2 + 4 \times 1 = 10$ atomes. À gauche, chaque $\mathrm{O_2}$ en apporte 2, il faut donc 5 devant $\mathrm{O_2}$ .
Équation ajustée : $\mathrm{C_3H_8} + 5\,\mathrm{O_2} \longrightarrow 3\,\mathrm{CO_2} + 4\,\mathrm{H_2O}$ .
Vérification : 3 C, 8 H, 10 O de chaque côté. Le membre de droite contient 10 atomes d'oxygène.

Le membre de droite contient 10 atomes d'oxygène, comme le membre de gauche ( $5 \times 2 = 10$ ) : l'équation est bien ajustée.

Les questions qu'on se pose

Quelle différence entre une transformation chimique et une réaction chimique ?

La transformation est le phénomène réel que tu observes : un clou qui rouille, du gaz qui brûle. La réaction est le modèle qui la décrit, et l'équation de réaction est son écriture symbolique. Une même réaction peut d'ailleurs modéliser plusieurs transformations différentes ².

Comment savoir quelles espèces sont réactifs et lesquelles sont produits ?

Les réactifs sont les espèces consommées, qui disparaissent ; les produits sont celles qui se forment ⁵. Compare l'état initial et l'état final du système. Dans l'équation, les réactifs sont à gauche de la flèche et les produits à droite ⁴.

Pourquoi faut-il équilibrer l'équation ?

Parce que les atomes ne sont ni créés ni détruits : ils changent seulement de partenaires, et la masse totale reste la même ⁵. Il faut donc autant d'atomes de chaque élément des deux côtés. Si des ions interviennent, la charge totale doit aussi être identique.

Que faire si je trouve des coefficients fractionnaires ?

Multiplie toute l'équation par un même entier pour les faire disparaître, comme dans $4\,\mathrm{Al} + 3\,\mathrm{O_2} \longrightarrow 2\,\mathrm{Al_2O_3}$ où l'on a doublé une première version avec $\tfrac{3}{2}\,\mathrm{O_2}$ . Les coefficients stœchiométriques sont des nombres entiers ⁴.

Quelles équations dois-je savoir écrire en seconde ?

Cinq situations sont au programme : deux combustions (celle du carbone, celle du méthane), l'attaque d'un métal par un acide, la réaction d'un acide avec du calcaire, et le mélange d'acide chlorhydrique avec de l'hydroxyde de sodium en solution ³. Surtout, tu dois maîtriser la méthode d'ajustement pour traiter n'importe quel cas semblable.

Quel lien avec l'avancement et le réactif limitant ?

L'équation ajustée donne les proportions dans lesquelles les réactifs sont consommés. Le bilan de matière, avec l'avancement de réaction, s'appuie sur elle et se prolonge en première ¹. Savoir ajuster une équation est donc un prérequis direct.

Sources

Programmes et ressources en physique-chimie - voie générale et technologique, Éduscol. Consulté le 9 novembre 2026.
Organisation et transformations de la matière — Guide de modélisation des transformations chimiques, Éduscol. Consulté le 9 novembre 2026.
Édubase — Fiche transformation chimique : descriptions macroscopique et microscopique, Éduscol. Consulté le 9 novembre 2026.
Équation chimique, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.
Réaction chimique, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.

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Réactifs, produits et réaction chimique

Ce qui se conserve : atomes, éléments, charge

Écrire une équation de réaction

Ajuster une équation : la méthode

Équations avec des ions : conservation de la charge

Les transformations du programme en exemples

Ce que l'équation dit, et ce qu'elle ne dit pas

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