En chimie, un procédé chimique est une méthode ou un moyen de modifier la composition d'une ou de plusieurs molécules. Ce procédé peut survenir naturellement ou artificiellement et exige une ou plusieurs réactions chimiques. En ingénierie, un procédé chimique est une méthode de fabrication employée à l'échelle industrielle dans le but de modifier la composition chimique de substances ou de matériaux. Ces méthodes se retrouvent principalement dans l'industrie chimique. Aucune de ces définitions n'est exacte ou complète, car il est difficile de connaître ce qu'est précisément un procédé : ce sont des définitions pratiques. Il y a également un recoupement entre ces deux définitions. À cause de cette inexactitude, les chimistes et d'autres scientifiques utilise le terme « processus chimique » dans un sens général ou selon l'interprétation donnée en ingénierie. Cependant, les ingénieurs utilise ce terme régulièrement. L'article se concentre surtout sur la définition ingénierie. Pour compléter une transformation chimique, une ou plusieurs étapes sont nécessaires : chaque étape est appelée opération unitaire. Dans une usine chimique, chaque opération unitaire survient habituellement dans un seul récipient ou dans des sections nommées « unités ». Souvent, une ou plusieurs réactions chimiques surviennent, mais il est possible de modifier la composition d'un matériau par séparation, purification ou conditionnement. Les étapes peuvent s'effectuer séquentiellement dans le temps ou dans l'espace alors que des matériaux circulent dans une unité. Pour une certaine quantité de réactifs ou de produits, la quantité de matériau peut être calculée aux étapes clés du procédé en se basant sur des données empiriques ou en établissant des bilans de matériau. Ces quantités peuvent être diminuées ou augmentées selon la capacité de production d'une usine. Une ou plusieurs usines peuvent fabriquer le même produit, chacune selon ses capacités et en fonction de la demande. Ces procédés chimiques peuvent être exprimés par des schémas fonctionnels de flux ou avec plus de détails par des schémas de procédé. En plus d'être utilisés dans des usines chimiques, les procédés chimiques sont aussi utilisés dans les raffineries, dans les sites de traitement du gaz naturel, dans les sites de fabrication des polymères et de médicaments, ainsi que dans les usines de traitement des eaux. Les aliments produits à grande échelle sont souvent fabriqués à partir de produits ayant subi un ou plusieurs traitements de nature chimique.

1. Sciences 10 1
Les processus
chimiques

2. Les
processus
chimiques
Sciences 10 2
Les processus chimiques
Les réactions chimiques
 structure atomique
 composés chimiques
 équations chimiques
Les acides et les bases
 distinction entre les acides et les bases
 acides et bases dans des situations de la vie courante

3. Les
processus
chimiques
Sciences 10 3
Les réactions chimiques
Structure atomique
 tableau périodique (rappel) : organisation des éléments
 période et groupe
 métaux, métalloïdes, non métaux, alcalins, alcalino-terreux,
halogènes, gaz rares
 nombre de particules atomiques: protons, neutrons et électrons
 lien entre la période et le nombre de couches d’électrons
 lien entre le groupe et le nombre d’électrons de valence
 nombre maximal d’électrons sur chaque couche
 les éléments d’un même groupe ont des propriétés chimiques
similaires car ils possèdent le même nombre d’électrons de
valence
 lien entre le nombre d’électrons de valence et la formation des
composés
 formation des cations et des anions

4. Les
processus
chimiques
Sciences 10 4
Les réactions chimiques
Structure atomique
 tableau périodique (rappel) : schéma des couches
d’électrons selon le modèle Bohr-Rutherford

5. Les
processus
chimiques
Sciences 10 5
Les réactions chimiques
Structure atomique
 représentation de Lewis pour les vingt premiers éléments

6. Les
processus
chimiques
Sciences 10 6
Les réactions chimiques
Composés chimiques
 composés ioniques : liaison ionique
 les substances composées de cations et d’anions sont des
composés ioniques
 presque tous les composés ioniques comportent des
liaisons entre des cations métalliques et les anions non-
métalliques
 l’attraction entre des ions à charges opposées est une
liaison ionique
 un composé de forme cristalline caractéristique se forme

7. Les
processus
chimiques
Sciences 10 7
Les réactions chimiques
Composés chimiques
 composés ioniques : propriétés des composés ioniques
 les composés ioniques tendent à avoir des points de
fusion élevés car il faut une grande quantité d’énergie
pour rompre les forces d’attraction intenses qui
s’exercent dans les liaisons ioniques;
 les composés ioniques conduisent l’électricité quand ils
sont dissous dans l’eau car la dissolution permet aux
ions de se déplacer librement et de transporter une
charge électrique
 les composés ioniques à l’état solide ne sont pas
conducteurs d’électricité car les ions ne peuvent se
déplacer

8. Les
processus
chimiques
Sciences 10 8
Les réactions chimiques
Composés chimiques
 composés ioniques : exemples de composés ioniques
 LiBr
 MgCl2
 NaCl
 MgO
 CaF2

9. Les
processus
chimiques
Sciences 10 9
Les réactions chimiques
Composés chimiques
 composés moléculaires : liaison covalente
 les atomes qui ont en commun une paire d’électrons
sont unis par une liaison covalente
 la plupart des composés moléculaires sont constitués
des atomes de deux ou plusieurs éléments non
métalliques
 les forces d’attraction entre les molécules sont faibles

10. Les
processus
chimiques
Sciences 10 10
Les réactions chimiques
Composés chimiques
 composés moléculaires : propriétés des composés
moléculaires
 les composés moléculaires ont des points de fusion
relativement faibles car la rupture entre les molécules
demande peu d’énergie
 les composés moléculaires ont tendance à ne pas
conduire l’électricité car lorsqu’on les dissout dans
l’eau ils ne forment pas d’ions

11. Les
processus
chimiques
Sciences 10 11
Les réactions chimiques
Composés chimiques
 composés moléculaires : exemples de composés
moléculaires
 H2
 H2O
 CO2
 Cl2
 N2

12. Les
processus
chimiques
Sciences 10 12
Les réactions chimiques
Équations chimiques
 lien entre la loi de la conservation de la masse et les
équations chimiques équilibrées, abréviations des états
des réactifs et des produits
État Abréviation Exemples
solide (s) fer: Fe(s)
liquide (l) eau:H2O(l)
gazeux (g) azote: N2(g)
solution aqueuse (aq) solution saline
NaCl(aq)

13. Les
processus
chimiques
Sciences 10 13
Les réactions chimiques
Équations chimiques
 réaction de combustion complète et incomplète
combustion complète
combustion incomplète

14. Les
processus
chimiques
Sciences 10 14
Les acides et les bases
Distinction entre les acides et des bases
 composés formés par les acides et les bases en solution
 acide: une substance qui produit des ions hydrogène H+(g)
en solution. La solution produite est un électrolyte.
ex: H2SO4(l)  H2
+(g) + SO4(aq)
 base: substance qui produit des ions hydroxyde OH
-
(aq)
en solution
ex: NaOH(s)  Na+(aq) + OH
-
(aq)
-2

15. Les
processus
chimiques
Sciences 10 15
Les acides et les bases
Distinction entre les acides et des bases
 propriétés des acides et des bases
Propriétés Acides Bases
 goût  goût aigre et sur ex:
citron, lime, vinaigre
 goût amer
 sensation  les acides forts
concentrés
brûlent la peau
 les bases fortes concentrées brûlent
la peau
 texture glissante
 test avec des
indicateurs
 papier tournesol
devient rouge
 phénophtaléine est
incolore
 papier tournesol devient bleu
 phénophtaléine est rose
 réaction avec des
métaux
 métaux réactifs
déplacent l’hydrogène
gazeux
 en général, ne réagissent pas

16. Les
processus
chimiques
Sciences 10 16
Les acides et les bases
Distinction entre les acides et des bases
 réaction de neutralisation (acide + base  sel + eau)
 un acide peut réagir avec une base pour produire un
sel et de l’eau
 le sel de table que l’on met sur notre nourriture est le
chlorure de sodium. Il est formé lorsqu’on fait réagir
l’acide chlorhydrique HCl avec le hydroxyde de sodium
NaOH
HCl(aq) + NaOH(aq)  NaCl(aq) + H2O(l)

17. Les
processus
chimiques
Sciences 10 17
Les acides et les bases
Distinction entre les acides et des bases
 indicateurs chimiques (phénolphtaléine et papier de
tournesol) et indicateurs naturels
Indicateur Naturel Chimique Couleur dans
les acides
Couleur dans
les bases
papier de tournesol x rose bleu
phénolphtaléine x incolore rose

18. Les
processus
chimiques
Sciences 10 18
Les acides et les bases
Distinction entre les acides et des bases
 échelle de pH