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Chimie générale

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Principes de chimie

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La Chimie est la science qui étudie la matière, sa structure, sa composition, ses propriétés et les processus physiques et chimiques qu'elle subit, ainsi que les échanges d'énergie qui les accompagnent.
 
On entend par matière tout corps ayant une masse et un volume. Cela inclut depuis les objets les plus petits jusqu'aux grandes étoiles de l'Univers.
 
La chimie s'appuie sur les mathématiques et la physique pour décrire les processus et constitue à son tour la base de nombreuses sciences telles que la biologie, la géologie, la médecine…
 
La grande étendue de cette science rend nécessaire sa division en de nombreuses branches, parmi lesquelles se distinguent : (1) La Chimie Organique, qui étudie les composés à base de carbone et d'hydrogène. (2) La Chimie Inorganique, qui étudie les composés ne contenant pas de carbone combiné à de l'hydrogène. (3) La Chimie Analytique, qui détermine le type et la quantité de substances présentes dans un échantillon. La détermination des espèces présentes est connue sous le nom d'analyse qualitative, tandis que la détermination de la quantité dans laquelle elles se trouvent est appelée analyse quantitative. (4) La Chimie Physique, qui étudie les processus chimiques et les échanges énergétiques qui les accompagnent, tant du point de vue microscopique (Mécanique quantique) que macroscopique (Thermodynamique).

Lire la suite : Principes de base de la chimie

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reaccion termitaLa matière est tout ce qui a une masse et occupe un espace. La masse est la mesure de la quantité de matière qu'un corps possède. La force nécessaire pour accélérer un corps augmente avec sa masse (deuxième loi de Newton).
 
L'énergie est la capacité d'un système à effectuer un travail ou à transférer de la chaleur. Ainsi, un corps chaud a plus d'énergie qu'un corps froid, et mis en contact, la chaleur s'écoule du corps froid vers le chaud. Un gaz à l'intérieur d'un cylindre à pression élevée pousse le piston vers l'extérieur, effectuant un travail.
 
Dans les processus chimiques, l'échange de chaleur est fréquent. De nombreuses réactions chimiques dégagent de la chaleur (toute combustion), sont exothermiques. Cependant, d'autres processus absorbent la chaleur de l'environnement, sont endothermiques. Le processus de vaporisation de l'eau liquide est endothermique car il nécessite un apport de chaleur.

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combustion magnesioDans tout processus physique ou chimique, il n'y a pas de changement dans la quantité de matière. Pour une réaction chimique, la somme des masses des réactifs doit être égale à la somme des masses des produits.
 
Considérons la combustion du magnésium métallique. Le magnésium brûle avec l'oxygène de l'air pour former de l'oxyde de magnésium. L'oxyde de magnésium formé a une masse supérieure à celle du magnésium métal. La différence de masse correspond à la masse d'oxygène utilisée dans la combustion.
 
Il convient de noter qu'une réaction nucléaire ne respecte pas la loi de la conservation de la matière, car il y a une conversion importante de matière en énergie.

Lire la suite : Loi de la conservation de la matière

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conservation de l'énergieÉnoncé du principe de conservation de l'énergie : "L'énergie ne peut ni être créée ni détruite au cours d'une réaction chimique ou d'un processus physique. Elle ne peut que se convertir d'une forme à une autre."
 
Dans les réactions chimiques, de l'énergie est libérée si elles sont exothermiques, et elle est absorbée dans le cas des réactions endothermiques. Les réactifs d'une réaction endothermique, plus une certaine quantité de chaleur (énergie), donnent les produits. Il peut être démontré que l'énergie des produits est égale à la somme de l'énergie initiale des réactifs plus la chaleur fournie.
 
L'expérience indique qu'au cours de tout processus physique ou chimique, l'énergie est conservée, bien qu'elle puisse passer d'une forme à une autre. L'énergie chimique peut se convertir en énergie thermique, lumineuse, électrique, etc.
 

Le principe de conservation de l'énergie, également connu sous le nom de première loi de la thermodynamique, énonce que l'énergie totale d'un système isolé reste constante s'il n'y a pas de transfert d'énergie sous forme de travail ou de chaleur vers ou depuis le système. En d'autres termes, l'énergie ne peut pas être créée ni détruite, elle ne fait que se transformer d'une forme à une autre.

Mathématiquement, le principe de conservation de l'énergie s'exprime comme suit :

Énergie totale du système = Énergie cinétique + Énergie potentielle + Énergie interne

Cette équation prend en compte différentes formes d'énergie, telles que l'énergie cinétique liée au mouvement, l'énergie potentielle liée à la position dans un champ de force (comme la gravité), et l'énergie interne, qui représente l'énergie associée au mouvement des particules au niveau moléculaire.

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 Dans les processus nucléaires, la matière peut se convertir en énergie. La relation entre une certaine masse et l'énergie à laquelle elle équivaut est donnée par l'équation d'Einstein, E=mc2.
 
L'énergie libérée lors de la transformation de la matière en énergie est égale au produit de la masse de la matière transformée par le carré de la vitesse de la lumière. À l'échelle microscopique, on a également observé la transformation d'énergie en matière.
 
Nous énonçons le principe de conservation de la matière et de l'énergie comme suit : "La quantité combinée de matière et d'énergie dans l'univers est fixe".
 

La Loi de Conservation de la Matière et de l'Énergie : Piliers Fondamentaux de la Physique et de la Chimie

La Loi de Conservation de la Matière et de l'Énergie sont deux principes essentiels qui régissent le comportement de la nature aux niveaux micro et macroscopiques. Les deux lois sont fondamentales en physique et en chimie, fournissant une base conceptuelle pour comprendre une large gamme de phénomènes et de processus dans l'univers.

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