Comprendre comment repérer et écrire les réactions d'acide-base, de combustion et d'acide-métal, et prédire les produits simples.

Transformations chimiques — acide/base, combustion, acide–métal

Niveau : 3ème · Durée : 20–30 min

Objectifs

Identifier un acide et une base en solution aqueuse.
Savoir écrire et équilibrer des équations simples : neutralisation, combustion d'un hydrocarbure, réaction d'un métal avec un acide.
Prédire les produits et reconnaître les signes d'une réaction (bulles, chaleur, changement de couleur).

Notions clés

Acide et base — définition

Définition simple : en solution aqueuse, un acide libère des ions hydrogène \(\mathrm{H^+}\) et une base libère des ions hydroxyde \(\mathrm{OH^-}\).

Exemples : \(\ce{HCl}\) (acide chlorhydrique) est un acide ; \(\ce{NaOH}\) est une base.

Neutralisation (acide + base)

Une neutralisation produit une eau et un sel. Équation type :

Équation non ionique : \[\ce{HCl + NaOH -> NaCl + H2O}\]

Combustion

Une combustion complète d'un hydrocarbonate (hydrocarbure) avec l'oxygène produit du dioxyde de carbone et de l'eau. Exemple :

\[\ce{CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O}\]

Il faut du dioxygène \(\ce{O2}\) : sans assez d'oxygène la combustion peut être incomplète (monoxyde de carbone \(\ce{CO}\)).

Réaction acide–métal

Un métal réagit avec un acide pour former un sel et du dihydrogène (gaz). Exemple avec le magnésium :

\[\ce{2 HCl + Mg -> MgCl2 + H2}\]

On observe souvent des bulles (dihydrogène) et échauffement.

Schéma — expérience simple (acide + métal)

Schéma : le métal plongé dans l'acide libère des bulles (hydrogène).

Exemples résolus

Exemple A — neutralisation

Écrire l'équation entre l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium.

Voir la solution

Réfléchis : un acide fournit \(\mathrm{H^+}\), une base \(\mathrm{OH^-}\). Les ions se recombinent pour donner \(\ce{H2O}\) et le reste forme le sel.

Étape 1 : écrire les réactifs : \(\ce{HCl}\) et \(\ce{NaOH}\).

Étape 2 : écrire les produits attendus : sel (\(\ce{NaCl}\)) et eau (\(\ce{H2O}\)).

Étape 3 : équilibrer (ici déjà équilibré) : \[\ce{HCl + NaOH -> NaCl + H2O}\]

Quel est le produit principal d'une neutralisation ?

Eau et sel
Dioxygène
Graphite

La neutralisation entre un acide et une base forme généralement de l'eau et un sel.

Exemple B — combustion

Combustion complète du méthane. Équilibrer l'équation.

Voir la solution

Étape 1 : écrire les formules : \(\ce{CH4}\) et \(\ce{O2}\).

Étape 2 : produits attendus : \(\ce{CO2}\) et \(\ce{H2O}\).

Étape 3 : équilibrer le carbone puis l'hydrogène puis l'oxygène :

Équation équilibrée : \[\ce{CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O}\]

Quel produit n'est pas issu d'une combustion complète d'un hydrocarbure ?

Dioxyde de carbone \(\ce{CO2}\)
Monoxyde de carbone \(\ce{CO}\)
Eau \(\ce{H2O}\)

Le \(\ce{CO}\) apparaît en combustion incomplète ; en combustion complète on obtient \(\ce{CO2}\) et \(\ce{H2O}\).

Exemple C — acide + métal

Réaction entre l'acide chlorhydrique et le magnésium. Que se passe-t-il ?

Voir la solution

Étape 1 : écrire les réactifs : \(\ce{HCl}\) et \(\ce{Mg}\).

Étape 2 : produits attendus : sel (\(\ce{MgCl2}\)) et dihydrogène \(\ce{H2}\).

Étape 3 : équilibrer : \[\ce{2 HCl + Mg -> MgCl2 + H2}\]

Observation : formation de bulles (gaz) et dégagement de chaleur modéré.

Quel gaz est généralement libéré quand un métal réagit avec un acide dilué ?

Dioxyde de carbone \(\ce{CO2}\)
Dioxygène \(\ce{O2}\)
Dihydrogène \(\ce{H2}\)

La réaction métal + acide dilué produit du dihydrogène (bulles de gaz).

Erreurs fréquentes

Ne pas vérifier l'équilibre en atomes sur chaque côté de l'équation.
Penser que toute réaction avec un métal produit de l'hydrogène (certains métaux sont peu réactifs).
Oublier que la combustion nécessite \(\ce{O2}\) : sans oxygène, produits différents.

Quelle vérification faire systématiquement après avoir écrit une équation chimique ?

Vérifier que le nombre d'atomes de chaque élément est le même de chaque côté
Ajouter toujours un coefficient 2 devant la première espèce
Changer toujours les formules sans raison

L'équation doit être équilibrée : même nombre d'atomes de chaque élément des deux côtés.

Récapitulatif rapide

Acide : libère \(\mathrm{H^+}\). Base : libère \(\mathrm{OH^-}\).
Neutralisation : \(\text{acide + base -> sel + eau}\) (ex. \(\ce{HCl + NaOH -> NaCl + H2O}\)).
Combustion : hydrocarbure + \(\ce{O2}\) -> \(\ce{CO2 + H2O}\) (si complète).
Acide + métal -> sel + \(\ce{H2}\) (souvent observe des bulles).

Cartes mémo

Acide

Donne \(\mathrm{H^+}\) en solution aqueuse

Base

Donne \(\mathrm{OH^-}\) en solution aqueuse

Neutralisation

Acide + base -> sel + eau

Combustion complète

Hydrocarbure + \(\ce{O2}\) -> \(\ce{CO2 + H2O}\)

Acide + métal

Donne un sel et \(\ce{H2}\) (bulles)