Réactions chimiques

Objectif d'apprentissage 4.1.A : Identifier les preuves de changements chimiques et physiques de la matière.

• 4.1.A.1 Un changement physique se produit lorsqu'une substance subit un changement de propriétés sans changement de composition. Les changements de phase d'une substance (solide, liquide, gaz) ou la formation/séparation de mélanges de substances sont des changements physiques courants.
• 4.1.A.2 Un changement chimique se produit lorsque des substances sont transformées en nouvelles substances, généralement avec des compositions différentes. La production de chaleur ou de lumière, la formation d'un gaz, la formation d'un précipité et/ou le changement de couleur constituent des preuves possibles qu'un changement chimique s'est produit.

Objectif d'apprentissage 4.2.A : Représenter les changements de matière par une équation chimique équilibrée ou une équation nette ionique : i. Pour les changements physiques. ii. Pour des informations données sur l'identité des réactifs et/ou produits. iii. Pour les ions dans une réaction chimique donnée.

• 4.2.A.1 Tous les processus physiques et chimiques peuvent être représentés symboliquement par des équations équilibrées.
• 4.2.A.2 Les équations chimiques représentent des changements chimiques. Ces changements résultent d'un réarrangement des atomes en nouvelles combinaisons ; ainsi, toute représentation d'un changement chimique doit contenir un nombre égal d'atomes de chaque élément avant et après le changement. Les équations démontrent donc que la masse et la charge sont conservées dans les réactions chimiques.
• 4.2.A.3 Les équations moléculaires équilibrées, les équations ioniques totales et les équations ioniques nettes sont différentes formes symboliques utilisées pour représenter une réaction chimique. La forme utilisée dépend du contexte dans lequel elle est destinée à être employée.

Objectif d'apprentissage 4.3.A : Représenter une réaction chimique ou un processus physique donné par un modèle particulaire cohérent.

• 4.3.A.1 Les équations chimiques équilibrées sous leurs diverses formes peuvent être traduites en représentations symboliques particulaires.

Objectif d'apprentissage 4.4.A : Expliquer la relation entre les caractéristiques macroscopiques et les interactions de liaison pour : i. Processus chimiques. ii. Processus physiques.

• 4.4.A.1 Les processus impliquant la rupture et/ou la formation de liaisons chimiques sont généralement classés comme des processus chimiques. Les processus impliquant uniquement des changements dans les interactions intermoléculaires, tels que les changements de phase, sont généralement classés comme des processus physiques.
• 4.4.A.2 Parfois, les processus physiques impliquent la rupture de liaisons chimiques. Par exemple, des arguments plausibles pourraient être avancés pour dissoudre un sel dans l'eau, car qu'il s'agisse d'un processus physique ou chimique, cela implique la rupture de liaisons ioniques et la formation d'interactions ion-dipôle entre les ions et le solvant.

Objectif d'apprentissage 4.5.A : Expliquer les variations des quantités de réactifs et de produits en se basant sur l'équation de réaction équilibrée d'un processus chimique.

• 4.5.A.1 Puisque les atomes doivent être conservés au cours d'un processus chimique, il est possible de calculer les quantités de produits en utilisant des quantités connues de réactifs, ou de calculer les quantités de réactifs à partir de quantités connues de produits.
• 4.5.A.2 Les coefficients des équations chimiques équilibrées contiennent des informations concernant la proportionnalité des quantités de substances impliquées dans la réaction. Ces valeurs peuvent être utilisées dans les calculs chimiques impliquant le concept de mole.
• 4.5.A.3 Les calculs stœchiométriques peuvent être combinés avec la loi des gaz parfaits et les calculs impliquant la molarité pour étudier quantitativement les gaz et les solutions.

Objectif d'apprentissage 4.6.A : Identifier le point d'équivalence lors d'une titration en se basant sur les quantités de titrant et d'analyte, en supposant que la réaction de titrage va jusqu'à son terme.

• 4.6.A.1 Les titrations peuvent être utilisées pour déterminer la quantité d'un analyte en solution. Le titrant a une concentration connue d'une espèce qui réagit spécifiquement et quantitativement avec l'analyte. Le point d'équivalence de la titration survient lorsque l'analyte est totalement consommé par l'espèce réagissante du titrant. Le point d'équivalence est souvent indiqué par un changement d'une propriété (telle que la couleur) qui se produit lorsque le point d'équivalence est atteint. Cet événement observable est appelé la fin de la titration.

Objectif d'apprentissage 4.7.A : Identifier une réaction comme étant acide-base, oxydoréduction ou précipitation.

• 4.7.A.1 Les réactions acido-basiques impliquent le transfert d'un ou plusieurs protons ($\text{H}^+$ ions) entre des espèces chimiques.
• 4.7.A.2 Les réactions d'oxydoréduction (redox) impliquent le transfert d'un ou plusieurs électrons entre des espèces chimiques, tel qu'indiqué par des changements dans les nombres d'oxydation des espèces concernées. La combustion est une sous-classe importante des réactions d'oxydoréduction, au cours de laquelle une espèce réagit avec du dioxygène gazeux. Dans le cas des hydrocarbures, le dioxyde de carbone et l'eau sont des produits de la combustion complète.
• 4.7.A.3 Dans une réaction redox, les électrons sont transférés de l'espèce qui est oxydée vers l'espèce qui est réduite.
  • Déclaration d'exclusion : La signification des termes « agent réducteur » et « agent oxydant » ne sera pas évaluée à l'examen AP.
• 4.7.A.4 Les nombres d'oxydation peuvent être attribués à chacun des atomes des réactifs et des produits ; c'est souvent un moyen efficace d'identifier les espèces oxydées et réduites dans une réaction redox.
• 4.7.A.5 Les réactions de précipitation impliquent fréquemment le mélange d'ions en solution aqueuse pour produire un composé ionique insoluble ou peu soluble. Tous les sels de sodium, potassium, ammonium et nitrate sont solubles dans l'eau.
  • Déclaration d'exclusion : La mémorisation par cœur des « règles de solubilité » autres que celles impliquées dans 4.7.A.5 ne sera pas évaluée à l'examen AP.

Objectif d'apprentissage 4.8.A : Identifier les espèces comme étant des acides de Brønsted-Lowry, des bases et/ou des paires acide-base conjuguées, sur la base du transfert de protons impliquant ces espèces.

• 4.8.A.1 Par définition, un acide de Brønsted-Lowry est un donneur de protons et une base de Brønsted-Lowry est un accepteur de protons.
• 4.8.A.2 Uniquement en solutions aqueuses, l'eau joue un rôle important dans de nombreuses réactions acido-basiques, car sa structure moléculaire lui permet d'accepter des protons de et de donner des protons à des espèces dissoutes.
• 4.8.A.3 Lorsqu'un acide ou une base s'ionise dans l'eau, les paires acide-base conjuguées peuvent être identifiées et leurs forces relatives comparées.
  • Déclaration d'exclusion : Les concepts d'acide-base de Lewis ne seront pas évalués à l'examen AP. L'accent mis en Chimie AP est mis sur les réactions en solution aqueuse.

Objectif d'apprentissage 4.9.A : Représenter une équation de réaction redox équilibrée à l'aide de demi-équations.

• 4.9.A.1 Les équations chimiques équilibrées pour les réactions redox peuvent être construites à partir de demi-équations.