Les différents types de réactions chimiques (+exemples)

Une réaction chimique est un processus caractérisé par une transformation de la matière, au cours de laquelle les espèces chimiques (réactifs) donnent lieu à des produits. « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » disait Lavoisier.

Les réactions chimiques ont tendance à impliquer le mouvement des électrons, conduisant à la formation et à la rupture des liaisons chimiques. Il existe des centaines, voire des milliers de types de réactions chimiques ainsi que différentes façons de les classer. Les « quatre principaux » (s’il fallait n’en citer que quatre) sont la synthèse, la décomposition, la réaction de substitution et la métathèse.

Il faut aussi rappeler qu’une réaction chimique spécifique peut appartenir à plus d’une catégorie. En classe de chimie, vous avez probablement déjà eu la chance d’en réaliser à l’aide de réactifs chimiques de laboratoire et vous désirez maintenant en savoir plus, ou simplement avoir un rappel théorique. Nous avons donc résumé pour vous les principaux types de réactions.

Oxydoréduction ou réaction redox

Dans une réaction d’oxydoréduction, le nombre d’atomes oxydés est modifié. Les réactions d’oxydoréduction peuvent impliquer le transfert d’électrons entre espèces chimiques.

La réaction qui se produit lorsque I₂ est réduit en I⁻ et S₂O₃²⁻ (anion thiosulfate) est oxydé en S₄O₆²⁻ est un exemple de réaction redox :

2 S₂O₃²⁻(aq) + I₂(aq) → S₄O₆²⁻(aq) + 2 I⁻(aq)

Synthèse (totale)

Deux ou plusieurs espèces chimiques se combinent pour former un produit plus complexe.

A + B → AB

En 1828, Friedrich Wöhler a découvert qu’une substance organique, l’urée, pouvait être produite à partir de matières premières inorganiques. Il s’agissait du premier exemple de synthèse d’une substance connue auparavant, mais seulement comme sous-produit de processus vivants. Wohler a obtenu de l’urée en traitant le cyanate d’argent avec du chlorure d’ammonium, une synthèse simple, en une étape :

AgNCO + NH₄Cl → (NH₂)₂CO + AgCl

Décomposition chimique

Dans une réaction de décomposition, un composé est décomposé en espèces chimiques plus petites.

AB → A + B

L’électrolyse de l’eau en oxygène et en hydrogène gazeux en est un exemple :

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Réaction de substitution (organique)

Une réaction de substitution est caractérisée par le fait qu’un élément est remplacé par un autre élément dans un composé.

A + BC → AC + B

Un exemple de réaction de substitution se produit lorsque le zinc se combine à l’acide chlorhydrique. Le zinc remplace l’hydrogène :

Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂

Métathèse

Dans une réaction de métathèse, deux espèces chimiques structuralement apparentées échangent un ou plusieurs atomes.

AB + CD → AD + CB

La métathèse saline est souvent utilisée pour obtenir des sels solubles dans les solvants organiques. La conversion du perrhénate de sodium en sel de tétrabutylammonium en est un exemple.

NaReO₄ + N(C₄H₉)₄Cl → N(C₄H₉)₄[ReO₄] + NaCl

Réaction acido-basique

Une réaction acido-basique est un type de réaction à double déplacement qui se produit entre un acide et une base. L’ion H⁺ dans l’acide réagit avec l’ion OH^– dans la base, pour former de l’eau et un sel ionique :

HA + BOH → H2O + BA

La réaction entre l’acide bromhydrique (HBr) et l’hydroxyde de sodium est un bon exemple de réaction acide-base :

HBr + NaOH → NaBr + H₂O

Combustion

La réaction de combustion est un type de réaction d’oxydoréduction dans laquelle un matériau combustible se combine avec un oxydant pour former des produits oxydés et générer de la chaleur (réaction exothermique). Habituellement, dans une réaction de combustion, l’oxygène se combine avec un autre composé pour former du dioxyde de carbone et de l’eau. Un exemple de réaction de combustion est la combustion du naphtalène :

C₁₀H₈ + 12 O₂ → 10 CO₂ + 4 H₂O

Isomérisation

Dans une réaction d’isomérisation, la structure d’un composé est modifiée, mais sa composition atomique nette reste la même.

Réaction d’hydrolyse

Une réaction d’hydrolyse consiste en la décomposition chimique d’un corps par fixation d’eau. La forme générale d’une réaction d’hydrolyse est :

X^–(aq) + H₂O(l) ↔ HX(aq) + OH^–(aq)

Réaction radicalaire

Il s’agit d’une réaction dans laquelle au moins un des intermédiaires réactionnels est un radical (souvent appelé radical libre). Un radical libre est une espèce chimique possédant un ou plusieurs électrons non appariés sur sa couche externe.

Les réactions chimiques du quotidien…

Il existe aussi d’autres réactions chimiques ou des cas de réactions concrets plus courants dans la nature, dont certains que vous voyez/entendez/vivez tous les jours. En voici une petite liste (encore non-exhaustive) :

• la respiration [implique une succession de réactions chimiques, dont la plupart étant des réactions d’oxydoréduction]
• la fermentation lactique et la fermentation alcoolique (qui permettent la production d’énergie par les organismes, dont l’humain)
• la cuisson des aliments [réaction de Maillard], ou les brûlures
• la corrosion de la matière (la rouille en est un exemple) [oxydoréduction]
• la photosynthèse chlorophyllienne, permettant aux plantes de régénérer le dioxygène contenu dans l’air par récupération du dioxyde de carbone (CO2)
• la dissolution des métaux par un acide
• la révélation des photographies argentiques
• la génération d’électricité par les piles, le stockage et la libération d’électricité par les batteries
• l’élaboration des métaux à partir des minerais (métallurgie)
• la vinification, la transformation alcool → acide éthanoïque (vinaigre)
• l’alcootest
• etc…