Une transformation chimique se définit par une disparition d’espèces et la formation de nouvelles espèces. On peut repérer une transformation chimique par un changement de couleur, un dégagement gazeux, l’apparition d’un précipité, une augmentation de température, etc.
I. Vocabulaire lié à la réaction chimique
Exemple : On prend la combustion méthane, c’est-à-dire lorsque le méthane brûle.
Méthane + dioxygène = dioxyde de carbone + eau
CH4 + O2 = CO2 + H2O
Réactifs : ce sont les espèces dont la quantité va diminuer au cours d’une réaction chimique. Elles sont présentes avant la transformation chimique. Dans l’exemple, les réactifs sont le méthane et le dioxygène. De la même façon, les produits sont les espèces formées, dont la quantité augmente lors de la réaction chimique. Dans notre exemple, les produits sont le dioxyde de carbone et l’eau.
Espèce spectatrice : elle n’intervient pas dans l’équation bilan d’une réaction chimique. Quand on brûle du méthane dans l’air par exemple, le dioxygène de l’air réagit et le diazote est également présent mais ne réagit pas avec le méthane. La quantité de diazote ne varie donc pas durant la réaction de combustion du méthane : le diazote est une espèce spectatrice.
Réactif limitant : c'est l’espèce, le réactif qui va s’épuiser au cours de la réaction et provoquer son arrêt. Dans notre exemple de la combustion du méthane, c'est le méthane : il n’y aura plus de méthane et la transformation chimique va se stopper. Mais il peut arriver qu’il n’y ait plus de méthane et de dioxygène en même temps. Les deux réactifs sont donc tous les deux limitants et on dira que les réactifs sont placés en proportions stœchiométriques.
II. Proportions lors de l’équilibre de l’équation de réaction chimique
Il est important d’équilibrer la réaction chimique. On ajoute des coefficients stœchiométriques devant les molécules pour équilibrer l’équation. Dans l’exemple, on peut équilibrer d’abord les carbones, puis les hydrogènes et enfin les oxygènes.
Dans l'exemple de la combustion du méthane, on doit rajouter un « 2 » devant le dioxygène et l’eau. On obtient donc :
CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O
Une fois l’équation équilibrée, on a une idée des proportions des réactifs qui vont disparaître et des produits qui vont se former. On lit les proportions pour la combustion du méthane de la manière suivante : une mole de méthane réagit avec deux moles de dioxygène pour fournir une mole de dioxyde de carbone et deux moles d’eau.