Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle des substances, appelées réactifs, disparaissent pour donner naissance à de nouvelles substances appelées produits. Les atomes ne disparaissent pas : ils se réorganisent simplement pour former de nouvelles molécules ou de nouveaux assemblages.

Les réactions chimiques sont présentes partout autour de nous. Elles interviennent dans la respiration des êtres vivants, la cuisson des aliments, le fonctionnement des piles, la fabrication des matériaux, les procédés industriels ou encore les phénomènes naturels qui transforment la matière.

Des réactions très variées

Certaines réactions chimiques dégagent beaucoup d'énergie sous forme de chaleur ou de lumière, d'autres produisent un gaz, forment un solide insoluble ou provoquent un échange d'électrons entre plusieurs substances.

Les chimistes classent ces transformations en différentes familles de réactions. Cette classification permet de mieux comprendre leurs mécanismes, de prévoir leurs effets et de choisir les conditions les plus adaptées pour les utiliser.

Observer les transformations

Une réaction chimique s'accompagne souvent de signes caractéristiques. Un changement de couleur, un dégagement de gaz, l'apparition d'un dépôt solide, une émission de lumière ou une variation de température indiquent qu'une transformation est en cours.

Ces observations permettent aux chimistes de suivre le déroulement d'une réaction avant de confirmer les résultats grâce à des mesures et à des analyses plus précises.

Comprendre pour mieux utiliser

Certaines réactions sont recherchées pour produire de l'énergie, fabriquer des matériaux ou obtenir de nouvelles substances. D'autres, comme la corrosion, sont au contraire limitées afin de protéger les objets et les installations.

Une combustion est une réaction chimique au cours de laquelle un combustible réagit avec un comburant. Dans la plupart des cas, le comburant est le dioxygène O₂ présent dans l'air. Cette réaction libère de l'énergie, principalement sous forme de chaleur et parfois de lumière.

Le triangle du feu

Pour qu'une combustion démarre, trois éléments sont nécessaires : un combustible, un comburant et une source d'énergie. Cet ensemble est appelé le triangle du feu. Si l'un de ces éléments disparaît, la combustion s'arrête.

Les combustions complètes

Lorsqu'un combustible contenant du carbone et de l'hydrogène brûle avec suffisamment de dioxygène, la combustion est dite complète. Elle produit principalement du dioxyde de carbone CO₂ et de l'eau H₂O.

Par exemple, la combustion du méthane s'écrit :

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Les combustions incomplètes

Lorsque la quantité de dioxygène est insuffisante, la combustion devient incomplète. Elle peut alors produire du monoxyde de carbone CO, un gaz très toxique, ainsi que des particules de carbone appelées suies.

La vitesse des combustions

Les combustions peuvent se dérouler à des vitesses très différentes. Certaines sont lentes, comme l'oxydation progressive de certains matériaux. D'autres sont rapides, comme une flamme, ou très rapides lorsqu'elles provoquent une explosion.

Les utilisations des combustions

Les réactions de combustion sont utilisées pour produire de l'énergie dans les moteurs, les chaudières, les centrales thermiques ou certains procédés industriels. Elles permettent de transformer l'énergie chimique contenue dans un combustible en chaleur ou en mouvement.

Les combustions doivent cependant être maîtrisées car elles peuvent produire des substances polluantes et rejeter du dioxyde de carbone CO₂, un gaz qui participe à l'effet de serre.