1Rappels du cours

Introduction

Lorsqu'une transformation chimique se produit, de nouvelles especes chimiques apparaissent. Mais que devient la masse totale du systeme au cours de cette transformation ? Cette question a ete etudiee au 18e siecle par le chimiste Lavoisier.

1. La loi de conservation de la masse

Le chimiste Antoine Lavoisier a enonce, a la fin du 18e siecle, la loi de conservation de la masse : au cours d'une transformation chimique realisee dans un systeme ferme (aucun echange de matiere avec l'exterieur), la masse totale du systeme se conserve.

On resume souvent cette loi par la phrase : « Rien ne se perd, rien ne se cree, tout se transforme. »

2. Masse des reactifs et des produits

Dans une transformation chimique :

les reactifs sont les especes chimiques presentes avant la transformation, qui sont consommees ;
les produits sont les especes chimiques formees au cours de la transformation.

D'apres la loi de Lavoisier, la masse totale des reactifs consommes est egale a la masse totale des produits formes :

masse des reactifs = masse des produits

3. Explication a l'echelle des atomes

Cette conservation de la masse s'explique par la conservation des atomes au cours d'une transformation chimique : les atomes ne sont ni crees ni detruits, ils se reorganisent simplement pour former de nouvelles molecules. Comme le nombre et la nature des atomes sont conserves, la masse totale l'est egalement.

4. Verification experimentale

Pour verifier la conservation de la masse, on realise une transformation chimique dans un recipient ferme, place sur une balance, avant et apres la reaction. Si le systeme est bien ferme (aucun gaz ne s'echappe), la masse mesuree reste identique.

Attention : si le systeme n'est pas ferme (par exemple, un gaz produit peut s'echapper dans l'air), la masse mesuree apres la transformation semble diminuer, alors que la masse totale (en tenant compte du gaz echappe) reste bien conservee.

5. Exemple d'application

Lors de la combustion du bois dans un systeme ferme, la masse totale (bois + dioxygene consomme) est egale a la masse totale des produits formes (cendres + dioxyde de carbone + vapeur d'eau), meme si les cendres seules semblent peser moins que le bois de depart.

Schema-bilan

Loi de Lavoisier (conservation de la masse) : dans un systeme ferme, masse des reactifs = masse des produits -> explication : conservation des atomes (ni crees, ni detruits) au cours de la transformation -> verification : peser le systeme ferme avant et apres la reaction.

3Validation directe — QCM

Chaque question peut avoir une ou plusieurs bonnes réponses. Cochez toutes les propositions qui vous semblent justes. L'ordre des questions et des réponses change à chaque nouvelle tentative.

1. La loi de conservation de la masse a ete enoncee par :

2. D'apres la loi de Lavoisier, dans un systeme ferme :

3. Si la masse mesuree apres une reaction chimique semble avoir diminue, cela s'explique le plus souvent par :

4Entraînement

Verification de la conservation de la masse

Exercice type controle, Tronc Commun

On realise, dans un recipient ferme pose sur une balance, la reaction entre du vinaigre (50 g) et du bicarbonate de soude (10 g). Cette reaction produit du dioxyde de carbone (gaz), de l'eau et un sel dissous dans le liquide restant.

Quelle est la masse totale des reactifs avant la reaction ?
D'apres la loi de Lavoisier, quelle doit etre la masse totale mesuree apres la reaction, si le recipient reste ferme pendant toute la duree de l'experience ?
On ouvre maintenant le recipient : le gaz carbonique (dioxyde de carbone) s'echappe dans l'air. La masse mesuree ensuite sur la balance sera-t-elle egale a 60 g ? Justifier.
Expliquer pourquoi la loi de conservation de la masse reste vraie meme dans ce cas ou le recipient est ouvert.

Modélisation des transformations chimiques – Bilan de matière