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Vidéo de la leçon : Conservation des éléments Chimie

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire la conservation des éléments au cours de réactions chimiques.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire la conservation des éléments au cours de réactions chimiques. Nous examinerons la différence entre les éléments et les composés et verrons comment les éléments et les composés peuvent être transformés en de nouvelles substances au cours de réactions chimiques. Avant de pouvoir discuter de la conservation des éléments, nous devons d’abord identifier ce qu’est un élément.

Un élément est une substance qui consiste en un type d’atome qui ne peut pas être décomposé en quelque chose de plus simple par le biais d’une réaction chimique. Il y a 118 éléments connus qui ont été organisés dans le tableau périodique des éléments. Chaque élément a son propre ensemble unique de propriétés physiques et chimiques. Les éléments peuvent être des métaux, des non-métaux ou des métalloïdes. Ils peuvent être naturels ou fabriqués artificiellement. À température ambiante, ils peuvent exister sous forme de solides, de liquides ou de gaz. Ils peuvent être très réactifs ou inertes.

Il y a beaucoup d’éléments purs que nous pouvons rencontrer tous les jours. Par exemple, le dioxygène de l’air que nous respirons est un élément. De même, le cuivre dans les fils électriques, l’aluminium dans les canettes de soda, le carbone dans les diamants et l’or dans les bijoux sont tous des éléments. Bien que les éléments puissent exister sous leur forme pure, la plupart des substances chimiques, telles que l’eau et le sucre, sont des composés.

Un composé est une espèce formée d’atomes de deux ou plusieurs éléments différents qui sont chimiquement combinés. Nous pouvons représenter un composé avec une formule chimique. Une formule chimique est une expression de symboles chimiques et d’indices numériques qui représente la composition d’une unité d’un composé. Par exemple, une molécule ou unité d’eau se compose de deux atomes de l’élément hydrogène et d’un atome de l’élément oxygène. Cela peut être exprimé par la formule chimique H2O. Une molécule de sucre ou de saccharose se compose de 12 atomes de l’élément carbone, de 22 atomes de l’élément hydrogène et de 11 atomes de l’élément oxygène. Donc, il peut être exprimé par la formule chimique C12H22O11.

Tout autour de nous, les éléments et les composés se transforment en de nouvelles substances. L’eau, le sucre, la farine et la levure peuvent être transformés en pain. Le dioxygène que nous inhalons est transformé en dioxyde de carbone que nous expirons, et les clous de fer laissés à l’extérieur rouilleront avec le temps. Dans chacun de ces exemples, une ou plusieurs réactions chimiques se produisent.

Une réaction chimique est un processus dans lequel une ou plusieurs substances sont transformées en une ou plusieurs nouvelles substances. Ces nouvelles substances auront une composition et des propriétés différentes de celles des substances originales. Prenons l’exemple de la rouille du fer. Le fer est un métal gris argenté qui est attiré par un aimant. Mais la rouille, également appelée oxyde de fer(III), est une poudre orange brunâtre qui n’est pas attirée par un aimant.

En comprenant les réactions chimiques, les chimistes peuvent combiner des éléments et des composés pour créer des substances qui ont de nouvelles propriétés. Mais lorsqu’une réaction chimique se produit, les atomes des éléments doivent être conservés. Cela signifie que les atomes des éléments ne peuvent pas être créés ou détruits au cours d’une réaction chimique. Au lieu de cela, les atomes sont simplement recombinés dans des assemblages différents. En d’autres termes, aucun élément ne peut apparaître ou disparaître au cours d’une réaction chimique. Par exemple, on peut faire réagir les éléments dihydrogène et dioxygène pour produire le composé qui est l’eau. Comme les atomes d’éléments doivent être conservés au cours de cette réaction, les éléments hydrogène et oxygène doivent apparaître des deux côtés de la flèche de réaction. Mais les atomes de ces éléments peuvent être combinés dans des assemblages différents. Cette réaction chimique ne peut pas soudainement produire un élément qui n’existait pas dans les réactifs de départ, car cela n’obéirait pas à la conservation des éléments.

Observons autrement la conservation des éléments en considérant une série de réactions impliquant l’élément cuivre. Dans la première réaction, le cuivre est mis à réagir avec de l’acide nitrique pour former des ions cuivre, des ions nitrate, du dioxyde d’azote gazeux et de l’eau. Si nous examinons les deux côtés de la flèche de réaction, nous pouvons voir les éléments cuivre, hydrogène, azote et oxygène des deux côtés de l’équation de la réaction. Tous les éléments énumérés apparaissent dans les réactifs de départ et les produits. Ainsi, même si les atomes de ces éléments ont été combinés de manière différente au cours de la réaction, les éléments ont été conservés.

Maintenant, examinons la deuxième réaction. Dans cette réaction, les ions cuivre sont mis à réagir avec de l’hydroxyde de sodium pour produire de l’hydroxyde de cuivre(II) solide et des ions sodium. Si nous examinons les deux côtés de la flèche de réaction, nous voyons les éléments cuivre, sodium, oxygène et hydrogène des deux côtés de l’équation de la réaction. Tous les éléments énumérés apparaissent dans les réactifs de départ et les produits. Les éléments ont donc été conservés.

Dans la réaction 3, l’hydroxyde de cuivre(II) se décompose en oxyde de cuivre(II) et en eau. Dans cette réaction, les éléments cuivre, oxygène et hydrogène sont conservés. Et enfin, dans la réaction 4, on fait réagir de l’oxyde de cuivre(II) avec du carbone pour régénérer le cuivre métallique et produire du dioxyde de carbone gazeux. Dans cette réaction, les éléments cuivre, oxygène et carbone sont conservés.

Avant de réfléchir à quelques questions, examinons une autre réaction chimique. Le butane est un composé qui se trouve couramment sous forme liquide dans les briquets. Il est composé d’atomes de carbone et d’hydrogène. Lorsque le briquet est utilisé, le butane est brûlé et une réaction chimique se produit. Une fois que tout le butane a brûlé, il ne reste rien dans le briquet. Nous pouvons donc supposer qu’aucune nouvelle substance n’a été formée. On pourrait même supposer que le carbone et l’hydrogène du butane ont été détruits. Cependant, une réaction chimique s’est produite. Donc, de nouvelles substances doivent avoir été formées, et la conservation des éléments doit avoir été vérifiée. Alors, que s’est-il passé pendant cette réaction ?

Lorsque le butane est brûlé, une réaction chimique se produit entre le butane et le dioxygène de l’air. Les éléments carbone, hydrogène et oxygène sont recombinés pour former du dioxyde de carbone gazeux et de la vapeur d’eau, que nous ne pouvons pas voir à l’œil nu. Ainsi, bien que nous ne puissions pas voir tous les réactifs de départ ou les produits impliqués dans cette réaction, la réaction produit de nouvelles substances et la conservation des éléments est vérifiée.

Avant de résumer ce que nous avons appris dans cette vidéo, examinons quelques questions.

Lequel des énoncés suivants décrit le mieux la conservation des éléments au cours d’une réaction chimique ? (A) Des éléments peuvent apparaître mais pas disparaître au cours d’une réaction chimique. (B) Aucun élément ne peut apparaître ou disparaître au cours d’une réaction chimique. (C) Des éléments peuvent apparaître ou disparaître au cours d’une réaction chimique. Ou (D) des éléments peuvent disparaître mais pas apparaître au cours d’une réaction chimique.

Une réaction chimique est un processus dans lequel une ou plusieurs substances sont transformées en une ou plusieurs nouvelles substances. Les nouvelles substances produites auront une composition et des propriétés différentes de celles des substances originales. Par exemple, le sodium est un métal mou, argenté et très réactif. Il peut subir une réaction chimique avec le chlore, un gaz jaune-vert toxique, pour produire du chlorure de sodium, un solide cristallin blanc, plus communément appelé sel de table.

Pendant cette réaction et toutes les réactions chimiques, les éléments doivent être conservés. La conservation des éléments signifie que les atomes d’éléments ne peuvent pas être créés ou détruits au cours d’une réaction chimique. En regardant la réaction du sodium avec le chlore, nous pouvons voir que l’élément sodium apparaît des deux côtés de la flèche de réaction, tout comme l’élément chlore. Comme tous les éléments impliqués dans la réaction apparaissent des deux côtés de la flèche de réaction, les éléments ont bien été conservés.

Une autre façon de décrire la conservation des éléments est de dire que les atomes d’éléments ne peuvent pas apparaître ou disparaître lors d’une réaction chimique. En regardant les choix de réponses, nous pouvons voir que l’affirmation qui décrit le mieux la conservation des éléments pendant une réaction chimique est l’affirmation indiquée dans le choix de réponse (B). Aucun élément ne peut apparaître ou disparaître lors d’une réaction chimique.

En utilisant la conservation des éléments, identifiez l’élément manquant dans l’équation chimique suivante : Mg plus H2SO4 réagit pour produire du …… SO4 plus H2. (A) H, (B) S, (C) Mg, (D) O ou (E) Na.

La conservation des éléments signifie que les atomes d’éléments ne peuvent pas être créés ou détruits lors d’une réaction chimique. En d’autres termes, les éléments apparaissant d’un côté de la flèche de réaction dans une équation chimique doivent également apparaître de l’autre côté. Pour identifier l’élément qui manque dans l’équation chimique, nous pouvons faire une liste des éléments qui apparaissent des deux côtés de la flèche de réaction. Sur le côté gauche de la flèche de réaction, nous voyons les éléments magnésium, hydrogène, soufre et oxygène. Sur le côté droit de la flèche de réaction, nous voyons les éléments soufre, oxygène et hydrogène. Tous les éléments apparaissent des deux côtés de la flèche de réaction, à l’exception de l’élément magnésium. Donc, l’élément manquant dans l’équation chimique doit être le choix de réponse (C), Mg.

Le magnésium réagit de manière explosive avec le dioxygène pour former de l’oxyde de magnésium selon l’équation suivante : deux Mg plus O2 réagissent pour produire deux MgO. Lequel des énoncés suivants n’est pas vrai de cette réaction ? (A) La conservation des éléments est vérifiée. (B) La réaction décrit la formation d’une nouvelle substance. (C) Les réactifs, le magnésium et l’oxygène, sont des éléments. (D) Le produit de la réaction, l’oxyde de magnésium, est un composé. Ou (E) l’oxyde de magnésium a des propriétés physiques et chimiques similaires à celles de l’oxygène et du magnésium.

Cette question décrit la réaction du magnésium avec le dioxygène, qui donne le produit oxyde de magnésium. Nous devons évaluer chacun des énoncés donnés dans les choix de réponse et identifier lequel des énoncés n’est pas vrai pour cette réaction.

L’énoncé (A) dit que la conservation des éléments est respectée lors de cette réaction. La conservation des éléments signifie que les atomes d’éléments ne peuvent pas être créés ou détruits lors d’une réaction chimique. En d’autres termes, tout élément qui apparaît sur le côté gauche de la flèche de réaction doit également apparaître sur le côté droit de la flèche de réaction. Sur le côté gauche de la flèche de réaction dans cette équation, nous voyons les éléments magnésium et oxygène. Et sur le côté droit de la flèche de réaction, nous voyons les éléments magnésium et oxygène. Ainsi, les éléments de cette réaction sont conservés. Puisque l’énoncé dans le choix de réponse (A) est vrai et que nous devons identifier l’énoncé qui est faux, le choix de réponse (A) ne peut pas être la réponse à cette question.

Le choix de réponse (B) indique que la réaction décrit la formation d’une nouvelle substance. Une réaction chimique est un processus dans lequel une ou plusieurs substances sont transformées en une ou plusieurs substances nouvelles. Dans cette réaction chimique, le magnésium et le dioxygène sont transformés en une nouvelle substance, l’oxyde de magnésium. Ainsi, l’affirmation (B) est vraie et ne peut être la réponse à cette question.

L’énoncé (C) indique que le magnésium et le dioxygène sont des éléments. Un élément est une substance qui se compose d’un seul type d’atome et ne peut pas être décomposé en quelque chose de plus simple par une réaction chimique. Nous pouvons voir que le magnésium n’est constitué que d’atomes de magnésium et que le dioxygène n’est constitué que d’atomes d’oxygène. En outre, le magnésium et l’oxygène se trouvent tous deux dans le tableau périodique des éléments, un tableau qui affiche les 118 éléments connus. Donc, l’affirmation (C) est vraie et ne peut pas être la réponse à cette question.

L’énoncé (D) indique que l’oxyde de magnésium est un composé. Un composé est une espèce formée d’atomes de deux ou plusieurs éléments différents qui sont chimiquement combinés. L’oxyde de magnésium est composé d’un atome de magnésium et d’un atome d’oxygène, qui sont combinés chimiquement. Donc, l’oxyde de magnésium est un composé. Par conséquent, l’énoncé (D) est vrai et ne peut pas être la réponse à cette question.

L’énoncé (E) indique que l’oxyde de magnésium a des propriétés physiques et chimiques similaires à celles du dioxygène et du magnésium. Le magnésium est un métal léger, blanc argenté, et le dioxygène est un gaz incolore, inodore et insipide. L’oxyde de magnésium est un solide blanc sous forme de poudre. Son point de fusion est significativement plus élevé que celui du magnésium et du dioxygène. Et il est hygroscopique, ce qui signifie qu’il peut réagir avec l’humidité de l’air. Ainsi, l’oxyde de magnésium n’a pas des propriétés physiques ou chimiques similaires à celles du dioxygène ou du magnésium. Ainsi, l’affirmation qui n’est pas vraie pour la réaction du magnésium avec le dioxygène pour former de l’oxyde de magnésium est l’énoncé (E). L’oxyde de magnésium a des propriétés physiques et chimiques similaires à celles de l’oxygène et du magnésium.

Maintenant, résumons ce que nous avons appris avec les points clés. Un élément consiste en un seul type d’atome et ne peut pas être décomposé en quelque chose de plus simple par le biais d’une réaction chimique. Des exemples d’éléments comprennent le cuivre dans les fils électriques, le dioxygène que nous respirons et l’or dans les bijoux. Les atomes de deux ou plusieurs éléments différents peuvent être combinés chimiquement pour former des composés. Des exemples de composés comprennent l’eau, le dioxyde de carbone et le sucre. Dans une réaction chimique, une ou plusieurs substances sont transformées en une ou plusieurs substances nouvelles ayant une composition et des propriétés différentes. Les réactions chimiques doivent obéir à la conservation des éléments, ce qui signifie que les atomes d’éléments ne peuvent pas être créés ou détruits au cours d’une réaction chimique. En d’autres termes, tout élément qui apparaît d’un côté de la flèche de réaction dans une équation chimique doit apparaître de l’autre.

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