Sciences · Chimie
Transformation physique et transformation chimique
Lors d’une transformation physique, les espèces chimiques restent les mêmes (fusion, dissolution). Lors d’une transformation chimique, des réactifs disparaissent et de nouveaux produits apparaissent.
Mis à jour le 4 min de lecture
Faire fondre un glaçon et faire brûler une bûche transforment toutes les deux la matière. Pourtant, ce sont deux phénomènes de natures différentes. Le glaçon fondu est toujours de l’eau : c’est une transformation physique. La bûche brûlée a donné du dioxyde de carbone, de l’eau et des cendres, qui n’existaient pas avant : c’est une transformation chimique. Savoir les distinguer est au programme du cycle 4 en France (5e à 3e).
Les définitions
Une transformation chimique est modélisée par une réaction chimique et s’écrit avec une équation : réactifs → produits. Voir réaction chimique.
Les principales transformations physiques
| Transformation | Exemple | Ce qui reste identique |
|---|---|---|
| Changement d’état | Fusion de la glace, ébullition de l’eau, solidification de la cire | Les molécules d’eau, de cire |
| Dissolution | Sucre dans l’eau, sel dans l’eau | Le sucre et l’eau existent toujours dans le mélange |
| Mélange | Sable et gravier, eau et huile | Chaque constituant |
| Changement de forme | Pliage d’une feuille, étirement d’un fil de cuivre | Le papier, le cuivre |
| Séparation | Filtration, distillation, décantation | Les constituants récupérés |
Voir changements d’état et dissolution.
Les principales transformations chimiques
| Transformation | Réactifs | Produits |
|---|---|---|
| Combustion du carbone | Carbone + dioxygène | Dioxyde de carbone |
| Combustion du méthane (gaz de ville) | Méthane + dioxygène | Dioxyde de carbone + eau |
| Rouille du fer | Fer + dioxygène + eau | Oxydes et hydroxydes de fer |
| Vinaigre + bicarbonate | Acide éthanoïque + hydrogénocarbonate de sodium | Dioxyde de carbone + eau + ion éthanoate |
| Acide chlorhydrique + fer | Ions hydrogène + fer | Dihydrogène + ions fer(II) |
| Cuisson d’un œuf, caramélisation | Protéines, sucres | Nouvelles molécules |
| Photosynthèse | Dioxyde de carbone + eau | Glucose + dioxygène |
Voir combustion, corrosion et rouille et action des acides sur les métaux.
Comment reconnaître une transformation chimique
Certains indices suggèrent une transformation chimique :
- un dégagement gazeux (bulles) sans ébullition ;
- un changement de couleur qui ne s’explique pas par une simple dilution ;
- l’apparition d’un solide dans une solution (un précipité) ;
- un dégagement ou une absorption d’énergie importants (chaleur, lumière) ;
- l’apparition d’une odeur nouvelle.
Mais seul un test d’identification apporte la preuve : on montre qu’une nouvelle espèce est apparue. Exemple : un gaz qui trouble l’eau de chaux est du dioxyde de carbone (voir tests de reconnaissance chimiques).
Ce qui se conserve
Dans les deux types de transformations, la masse totale se conserve, si rien ne s’échappe (voir conservation de la masse). Dans une transformation chimique, ce sont les atomes qui se conservent : ils ne sont ni créés ni détruits, seulement réarrangés. Le volume, lui, ne se conserve pas forcément : 1 L d’eau qui gèle donne environ 1,09 L de glace.
Expérience classique : craie et vinaigre, sucre et eau
Matériel : deux béchers, du vinaigre blanc, de l’eau, un morceau de craie (carbonate de calcium), un morceau de sucre, lunettes de protection.
- Mettre le sucre dans l’eau et agiter : il disparaît sans bulles. En évaporant l’eau, on récupère du sucre : transformation physique (dissolution).
- Mettre la craie dans le vinaigre : des bulles se forment et la craie disparaît peu à peu. Le gaz trouble l’eau de chaux : c’est du dioxyde de carbone, une espèce nouvelle. Transformation chimique.
Erreurs fréquentes
- Penser que la dissolution est une transformation chimique parce que le sucre « disparaît » : il est toujours là, dispersé.
- Croire que les bulles prouvent une réaction : il faut identifier le gaz.
- Dire que la matière disparaît lors d’une combustion : elle part sous forme de gaz.
- Confondre fusion et dissolution : un glaçon fond, du sel se dissout.
Exercice corrigé
Énoncé. Classer en transformations physiques ou chimiques, en justifiant : a) l’évaporation de l’eau d’une flaque ; b) la combustion d’une allumette ; c) la formation de rouille sur un clou ; d) le beurre qui fond ; e) le lait qui caille.
Corrigé.
- Physique : l’eau passe de l’état liquide à l’état gazeux, elle reste de l’eau.
- Chimique : le bois et le soufre réagissent avec le dioxygène et forment de nouveaux gaz et des cendres.
- Chimique : le fer réagit avec le dioxygène et l’eau ; la rouille est une nouvelle espèce.
- Physique : changement d’état.
- Chimique : des bactéries transforment le lactose en acide lactique, qui fait coaguler les protéines.
Questions fréquentes
La cuisson des aliments est-elle une transformation chimique ?
Le plus souvent, oui : la cuisson d’un œuf, le brunissement d’une viande (réaction de Maillard) ou la caramélisation du sucre créent de nouvelles molécules. Faire fondre du chocolat, en revanche, est une transformation physique.
Une transformation chimique est-elle toujours irréversible ?
Non. Beaucoup sont difficiles à inverser (combustion), mais certaines peuvent l’être, comme la recharge d’une batterie ou certains équilibres chimiques. Le critère n’est pas la réversibilité mais l’apparition d’espèces nouvelles.
La transformation nucléaire est-elle chimique ?
Non. Dans une transformation nucléaire, ce sont les noyaux qui changent : un élément se transforme en un autre. Dans une transformation chimique, les noyaux restent intacts et seuls les électrons des liaisons sont réorganisés.