La réaction chimique est un processus qui transforme une ou plusieurs substances, les réactifs, en une ou plusieurs autres substances, les produits. Une réaction chimique implique la rupture et la formation de liaisons chimiques entre les atomes ou les molécules des réactifs et des produits.
Les réactions chimiques sont au cœur de la chimie, car elles permettent de comprendre et de contrôler les transformations de la matière. Elles sont aussi essentielles pour de nombreux domaines de la science et de la technologie, comme la biologie, la médecine, l’agriculture, l’industrie ou l’environnement.
Pour décrire une réaction chimique, on utilise une équation chimique qui indique les réactifs et les produits, ainsi que leurs quantités respectives. Par exemple, la combustion du méthane (CH4) dans l’oxygène (O2) produit du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O) :
CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O
L’équation chimique doit respecter la loi de conservation de la masse, c’est-à-dire que le nombre et le type d’atomes doivent être identiques avant et après la réaction. Pour cela, on ajuste les coefficients stœchiométriques qui indiquent le nombre de moles de chaque réactif ou produit.
Les réactions chimiques peuvent être classées selon différents critères, comme le type de transformation, le transfert d’électrons, l’évolution de l’énergie ou la vitesse de réaction. Par exemple, on peut distinguer les réactions d’oxydoréduction, les réactions acido-basiques, les réactions d’hydrolyse, les réactions exothermiques ou endothermiques, les réactions rapides ou lentes, etc.
Les réactions chimiques sont influencées par divers facteurs, comme la température, la pression, le pH, la concentration des réactifs ou la présence de catalyseurs. Ces facteurs peuvent modifier la vitesse ou le rendement d’une réaction, c’est-à-dire la quantité de produits obtenus par rapport à la quantité théorique.
La compréhension des mécanismes des réactions chimiques est un enjeu majeur pour la recherche fondamentale et appliquée en chimie. Elle permet de développer de nouvelles synthèses organiques ou inorganiques, de concevoir des matériaux innovants ou des sources d’énergie alternatives, ou encore de modéliser des phénomènes naturels comme la photosynthèse ou le cycle du carbone.