Transformations physiques et chimiques — exercices corrigés

Yasmine sort un glaçon du congélateur et le pose sur la table à Marrakech. Il fond et devient de l'eau liquide. De quel type de transformation s'agit-il ?

Au cours d'une transformation chimique, qu'observe-t-on au niveau des espèces présentes ?

Lors d'une transformation physique, les molécules de l'espèce chimique sont conservées : c'est toujours la même espèce avant et après.

Amine dissout un morceau de sucre dans son verre de thé à la menthe. Le sucre semble disparaître. Quelle est la bonne interprétation ?

Voici une liste d'observations faites au cours d'expériences : un dégagement de gaz durable, une fonte de glace, un changement de couleur durable, une dispersion de sel dans l'eau, l'apparition d'un solide (précipité). Combien de ces observations sont des indices d'une transformation chimique ?

La buée qui se forme sur la vitre froide d'une fenêtre à Ifrane est une transformation chimique.

Dans le bilan d'une transformation chimique écrit « réactifs → produits », où place-t-on les réactifs ?

Karim fait brûler du carbone dans du dioxygène. Quel est le bilan correct de cette combustion ?

Au cours d'une transformation chimique, les atomes sont conservés : ils ne sont ni créés ni détruits.

Salma chauffe de l'eau pour le thé. Des bulles se forment quand l'eau bout. Que contiennent ces bulles, et de quelle transformation s'agit-il ?

Voici quatre phénomènes : la fonte d'un glaçon, la combustion du bois, la formation de la rouille sur une grille à Casablanca, l'évaporation d'une flaque. Combien de ces phénomènes sont des transformations chimiques ?

Amine verse un acide sur un morceau de métal : il observe une effervescence, et un gaz se dégage. Quel gaz est produit lors de l'action d'un acide sur un métal ?

Une grille en fer laissée dehors à Rabat se couvre de rouille. La rouille est une nouvelle espèce chimique : c'est une transformation chimique.

On donne le bilan : carbone + dioxygène → dioxyde de carbone. Combien y a-t-il de réactifs dans ce bilan ?

Yasmine plie une feuille de papier pour en faire un origami. De quel type de transformation s'agit-il ?

Un changement de couleur durable lors d'une expérience est un indice qui peut signaler une transformation chimique.

Comment appelle-t-on les nouvelles espèces chimiques qui apparaissent à droite de la flèche dans le bilan d'une transformation chimique ?

Voici cinq phénomènes : la dissolution du sel dans l'eau, la combustion du carbone, la fusion d'un glaçon, la formation de buée sur une vitre, l'apparition de rouille sur du fer. Combien de ces phénomènes sont des transformations physiques ?

Au niveau microscopique, qu'est-ce qui caractérise une transformation chimique ?

Lors de la combustion du carbone, le produit formé est le dioxyde de carbone, de formule CO₂. Combien d'atomes au total contient une molécule de dioxyde de carbone ?

Un matin d'hiver à Ifrane, Yasmine voit de la buée se déposer sur la vitre froide de sa fenêtre. Pourquoi cette buée relève-t-elle d'une transformation physique et non chimique ?

Amine dissout une cuillère de sel dans un verre d'eau à Casablanca : le sel disparaît à l'œil. Pourquoi cette dissolution est-elle une transformation physique ?

Salma voit des bulles dans deux situations : (1) l'eau qui bout dans la casserole, (2) un comprimé effervescent qu'elle lâche dans un verre d'eau. Elle en conclut que les deux dégagent un gaz nouveau, donc deux transformations chimiques. Quel raisonnement corrige son erreur ?

Au cours d'une transformation chimique, qu'arrive-t-il aux molécules et aux atomes ?

Karim veut écrire le bilan de la combustion du carbone dans le dioxygène. Le carbone et le dioxygène disparaissent ; le dioxyde de carbone apparaît. Quel bilan est correctement écrit ?

Parmi ces situations, laquelle est le signe le plus sûr qu'une transformation chimique a eu lieu ?

Dans un laboratoire à Fès, Yasmine verse un acide sur un morceau de métal. Une effervescence apparaît : un gaz se dégage, c'est du dihydrogène. Comment décrire correctement cette transformation ?

Amine mélange deux solutions limpides et incolores. Aussitôt, un solide blanc apparaît au fond du tube, qui n'existait dans aucune des deux solutions. Que peux-tu en déduire ?

Un portail en fer laissé à l'air humide à Rabat finit par rouiller. La rouille se forme à partir du fer et du dioxygène de l'air. Quel bilan en toutes lettres décrit correctement cette transformation ?

Salma veut classer deux phénomènes : (1) une bougie dont la cire fond près de la flamme, (2) la mèche de la même bougie qui brûle en dégageant chaleur et lumière. Comment les classer correctement ?

Karim affirme : « Quand je dissous du sucre dans mon thé à la menthe, c'est une transformation chimique, parce que le sucre disparaît. » A-t-il raison ?

Salma affirme : « Une transformation qu'on ne peut pas inverser est forcément chimique, et une transformation réversible est forcément physique. » A-t-elle raison ?

Yasmine affirme : « Au cours d'une transformation chimique, les molécules changent mais les atomes, eux, sont tous conservés. » A-t-elle raison ?

Amine affirme : « Les bulles qui montent dans l'eau qui bout sont un gaz nouveau, donc l'ébullition de l'eau est une transformation chimique. » A-t-il raison ?

Karim affirme : « Lors d'un changement d'état comme la solidification de l'eau en glace, on garde la même espèce chimique : c'est donc une transformation physique. » A-t-il raison ?

Karim observe quatre phénomènes pendant la journée :

1. de la glace qui fond dans un verre ;
2. du charbon de brochette qui brûle en cendres ;
3. du sucre qui se dissout dans le thé ;
4. un portail en fer qui se couvre de rouille.

Combien de ces phénomènes sont des transformations chimiques ?

Yasmine écrit le bilan d'une combustion :

carbone + dioxygène → dioxyde de carbone

Combien de réactifs ce bilan comporte-t-il ?

Pendant une expérience à Marrakech, Amine note ce qu'il observe en mélangeant deux produits :

1. un dégagement de gaz (effervescence) ;
2. un changement de couleur durable vers le orange ;
3. le bécher devient chaud (dégagement de chaleur) ;
4. le mélange a le même volume qu'avant.

Combien de ces observations sont des indices d'une transformation chimique ?

La combustion du carbone produit du dioxyde de carbone, dont la molécule s'écrit CO₂ (un atome de carbone et deux atomes d'oxygène). Combien d'atomes au total cette molécule produite contient-elle ?

Salma dresse une liste de cinq phénomènes :

1. de la buée qui se forme sur un miroir ;
2. du bois qui brûle dans la cheminée ;
3. de l'eau qui bout dans une casserole ;
4. du sel qui se dissout dans l'eau ;
5. du lait qui tourne et caille.

Combien de ces phénomènes sont des transformations physiques ?

Au souk de Marrakech, Salma regarde un glaçon fondre et disparaître dans une bassine. Elle affirme : « Le glaçon a disparu, donc c'est une transformation chimique. » A-t-elle raison ?

Karim prépare un petit déjeuner à Fès et observe cinq phénomènes. Il affirme à Yasmine : « Dès que quelque chose change d'aspect, c'est de la chimie. » Voici les cinq phénomènes :

1. Le beurre fond dans la poêle chaude.
2. Le sucre se dissout dans son verre de thé.
3. Une tranche de pain laissée trop longtemps sur le feu noircit et se réduit en charbon.
4. La buée se dépose sur la vitre de la cuisine.
5. Un clou en fer oublié sous l'évier humide se couvre d'une couche brun-orange.

Pour chacun, indique s'il s'agit d'une transformation physique ou chimique, justifie en une phrase avec la question décisive, et dis si Karim a raison ou tort. Termine par un bilan global.

Salma verse une cuillère de sel dans un verre d'eau à Rabat. Le sel disparaît à l'œil. Elle en conclut : « Le sel a été détruit, c'est donc une transformation chimique. » Quelle est la meilleure réfutation de son raisonnement ?

Amine propose une règle simple : « Si une transformation est réversible, alors elle est forcément physique ; si elle est irréversible, elle est forcément chimique. » Cette règle est-elle un critère sûr pour distinguer transformation physique et chimique ?

Yasmine dresse une liste de six phénomènes observés dans une journée à Casablanca :

1. La fonte d'un glaçon dans un verre de jus.
2. La combustion du gaz sous une casserole.
3. L'évaporation d'une flaque sur le trottoir au soleil.
4. La formation de rouille sur une grille d'égout en fer.
5. La dissolution d'un sucre dans un café.
6. Le brunissement d'une pomme coupée laissée à l'air.

Combien de ces six phénomènes sont des transformations chimiques ?

Karim veut écrire le bilan en toutes lettres de la combustion du charbon de brochette. Il sait que le carbone réagit avec le dioxygène de l'air et qu'il se forme du dioxyde de carbone. Quel bilan est correctement écrit, avec les réactifs et les produits à la bonne place ?

Pendant la combustion du carbone, Salma affirme : « Puisque les molécules de départ disparaissent, c'est que des atomes ont été détruits au passage. » Son affirmation est-elle correcte ?

Amine chauffe une casserole d'eau à Marrakech. Des bulles montent à la surface. Il raisonne : « Un dégagement de gaz est un indice de transformation chimique, donc l'eau qui bout subit une transformation chimique. » Où se trouve précisément l'erreur de son raisonnement ?

Voici quatre transformations observées par Yasmine :

• (1) De l'eau qui gèle dans le congélateur.
• (2) Du vinaigre versé sur du bicarbonate qui mousse abondamment.
• (3) Du fer qui rouille sous la pluie.
• (4) Du sel récupéré par évaporation d'eau de mer dans un marais salant.

Quel classement « physique / chimique » est entièrement correct ?

Amine passe l'après-midi dans l'atelier de son oncle ferronnier, à Marrakech. Il note quatre observations et veut les comprendre comme un physicien-chimiste, pas seulement les décrire :

1. L'oncle chauffe une barre d'étain qui devient liquide, puis la coule dans un moule ; en refroidissant, l'étain redevient solide.
2. Pour assembler deux plaques, il fait fondre une goutte d'étain qui se fige entre elles : la soudure tient, et l'étain figé reste de l'étain.
3. Il plonge une vieille pièce de fer dans un bain d'acide pour la décaper ; des bulles apparaissent à la surface du métal et un gaz se dégage.
4. Une chute de fer oubliée dehors depuis des semaines s'est couverte d'une croûte brun-orange.

Pour chaque observation, indique s'il s'agit d'une transformation physique ou chimique, justifie avec la question décisive, et lorsque c'est chimique écris le bilan en toutes lettres. Termine par ce qui distingue les deux observations sur le fer (3 et 4).

Quatre élèves proposent chacun un critère pour décider si une transformation est physique ou chimique. Lequel est le seul critère vraiment sûr ?

En hiver à Ifrane, Yasmine observe que la vitre froide de la voiture se couvre de buée. Elle affirme : « De l'eau liquide apparaît sur une vitre où il n'y en avait pas : c'est donc une nouvelle espèce chimique qui se forme, c'est une transformation chimique. » Son affirmation est-elle correcte ?

Karim verse de l'acide chlorhydrique sur des copeaux de zinc dans un tube à essai, à Fès. Il observe une effervescence et recueille un gaz qui détone à l'approche d'une flamme : c'est du dihydrogène. Quel bilan en toutes lettres décrit correctement cette transformation ?

Salma fait brûler un morceau de magnésium devant la classe, à Casablanca. Elle dresse la liste de tout ce qu'elle observe pendant la combustion :

1. Une lumière blanche très vive est émise.
2. Le ruban de métal s'agite à cause d'un courant d'air.
3. Une chaleur intense se dégage.
4. Le métal brillant se transforme en une poudre blanche.
5. Le tube de verre qui tenait le métal devient chaud au toucher.

Parmi ces cinq observations, combien sont de vrais indices d'une transformation chimique ?

Karim affirme : « Comme on peut récupérer le sel en faisant évaporer l'eau salée, c'est cette possibilité de récupération qui prouve à elle seule que la dissolution est une transformation physique. » Quelle est la formulation la plus juste de ce que prouve, et ne prouve pas, cette récupération ?

Amine raisonne sur la combustion du carbone : « Pendant une transformation chimique, les liaisons sont cassées puis reformées et les atomes sont tous conservés ; aucun atome n'est créé ni détruit. » Son affirmation est-elle correcte ?

Yasmine prépare un gâteau et un thé chez elle à Rabat. Elle veut, en bonne scientifique, classer chacun des gestes qu'elle accomplit. Voici six étapes dans l'ordre :

1. Elle fait fondre du beurre dans une casserole.
2. Elle dissout du sucre dans l'eau du thé.
3. Elle fait caraméliser une partie du sucre à feu vif : il brunit, dégage une odeur nouvelle et durcit en refroidissant en une matière cassante.
4. Elle bat des œufs avec une fourchette pour les mélanger.
5. Elle enfourne la pâte : la surface dore et une croûte ferme et parfumée se forme.
6. La vapeur du thé chaud se condense en gouttelettes sur le couvercle froid.

Pour chaque étape, indique s'il s'agit d'une transformation physique ou chimique, justifie brièvement avec la question décisive, et précise pour les étapes physiques le changement d'état ou de forme en jeu. Conclus par un comptage : combien d'étapes chimiques au total ?

Salma souffle avec une paille dans un verre d'eau de chaux limpide. Au bout de quelques secondes, l'eau de chaux se trouble : un solide blanc apparaît en suspension. Comment interpréter correctement cette observation ?

Lors de la combustion du carbone, le produit formé est le dioxyde de carbone, dont la molécule s'écrit CO₂. Amine veut vérifier que les atomes sont conservés. Combien d'atomes au total compte une molécule de dioxyde de carbone CO₂ ?

Pour la rouille du fer, Karim écrit le bilan suivant : « rouille → fer + dioxygène ». Il est sûr de lui car, dit-il, « la rouille, c'est le point de départ, c'est elle qu'on observe ». Quelle est la bonne analyse de son bilan ?

Amine relève sept situations au cours d'une journée d'été à Marrakech :

1. La cire d'une bougie fond sous la flamme.
2. La mèche de la bougie brûle et noircit en se consumant.
3. Un glaçon fond dans une limonade.
4. Le sucre de la limonade se dissout.
5. Du lait laissé au soleil tourne et caille, prenant une odeur aigre.
6. La buée se forme sur une bouteille fraîche sortie du réfrigérateur.
7. Un clou en fer laissé dehors sous l'arrosage se couvre de rouille.

Combien de ces sept situations sont des transformations physiques ?