Qu’est-ce qu’une réaction de déplacement ?
Dans une réaction de déplacement, aussi appelée réaction de substitution simple, un élément chasse un autre élément d’un composé et prend sa place. La forme générale est AB + C → A + CB. Par exemple, si tu plonges un clou en fer dans une solution bleue de sulfate de cuivre(II), le clou se couvre de cuivre rougeâtre : Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
La réactivité permet de prévoir si la réaction aura lieu. Le simulateur affiche toujours à l’écran les deux séries suivantes.
| Série | Du plus réactif au moins réactif |
|---|---|
| Métaux | K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H2), Cu, Ag, Au |
| Halogènes | F2, Cl2, Br2, I2 |
Quatre règles des réactions de déplacement
- Métal et sel. Un métal situé plus haut dans la série déplace un métal situé plus bas de la solution de son sel : Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu. L’inverse ne marche pas : le cuivre ne peut pas déplacer le zinc.
- Métal et acide. Un métal situé au-dessus de l’hydrogène déplace l’hydrogène d’un acide : Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑. Le cuivre, l’argent et l’or ne donnent pas cette réaction. L’acide nitrique ne suit pas cette règle : il ne libère pas de dihydrogène en réagissant avec les métaux.
- Métal et eau. Le potassium, le sodium et le calcium réagissent avec l’eau froide, et le magnésium avec l’eau chaude. Ces réactions libèrent du dihydrogène.
- Halogène et sel. Un halogène plus réactif déplace un halogène moins réactif de son sel : Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2.
Teste la série d’activité dans l’application Nalukh chem
Choisis un élément et un composé, et vérifie si la réaction a lieu. Ce simulateur est inclus dans l’accès complet. Le téléchargement est gratuit, et 2 chapitres et 5 simulateurs sont accessibles sans compte.
Comment utiliser le simulateur ?
- En haut, choisis le mode Métaux ou Halogène.
- Appuie sur un élément dans le panneau Série d’activité à gauche. La ligne de l’hydrogène est marquée au milieu de la série des métaux.
- Appuie sur un composé en haut à droite. Le mode Métaux propose deux acides, l’eau et six sels, et le mode Halogène quatre sels.
- Lis le résultat en haut de la carte : ✓ La réaction a lieu ou ✕ Pas de réaction.
- Si la réaction a lieu, Équations en mots et Équation de la réaction (équilibrée) apparaissent. La raison et la règle sont écrites en dessous.
Exercices à essayer dans le simulateur
- Regarde la réaction du zinc avec le sulfate de cuivre(II), puis choisis le cuivre et le sulfate de zinc. Une réaction a lieu et l’autre non. Explique pourquoi à l’aide de la série.
- Choisis l’acide chlorhydrique et appuie sur les métaux de haut en bas. À partir du cuivre, il n’y a plus de réaction : c’est la ligne de l’hydrogène.
- Choisis l’eau et compare le potassium, le magnésium et le cuivre. Trouve la différence entre les explications.
- En mode Halogène, choisis le fluorure de sodium et teste les quatre halogènes. Il n’y a aucune réaction, car aucun halogène ne peut déplacer le fluor.
Différences entre le simulateur et les vraies expériences
Le simulateur juge uniquement d’après la position dans la série. Dans une vraie expérience, tiens compte des points suivants.
- En solution aqueuse, le potassium, le sodium et le calcium réagissent d’abord avec l’eau. Si tu les ajoutes à une solution de sulfate de cuivre(II), il ne se forme donc pas de cuivre, mais un précipité bleu pâle de Cu(OH)2.
- En solution, le difluor réagit d’abord avec l’eau, donc à l’école on teste le dichlore, le dibrome et le diiode. L’eau de chlore colore la solution de bromure de potassium en orange et la solution d’iodure de potassium en jaune-brun.
- Un sel insoluble se forme à la surface du plomb et ralentit sa réaction avec les acides.
