Équilibrage des Équations Chimiques
Comprendre l'Équilibrage des Équations Chimiques
En chimie, une équation chimique est une représentation symbolique d'une réaction chimique. Elle indique les réactifs (substances de départ) et les produits (substances formées). Une équation chimique doit être équilibrée pour respecter la loi de conservation de la masse, qui stipule que la matière n'est ni créée ni détruite au cours d'une réaction chimique ordinaire. Cela signifie que le nombre d'atomes de chaque élément doit être le même des deux côtés de l'équation (côté réactifs et côté produits). L'équilibrage se fait en ajustant les coefficients stœchiométriques placés devant les formules chimiques des réactifs et des produits.
Données de l'étude
Représentation Schématique de la Réaction (Non Équilibrée)
Combustion du propane : réactifs et produits avant équilibrage.
Question à traiter
- Équilibrer l'équation chimique de la combustion complète du propane donnée ci-dessus en déterminant les coefficients stœchiométriques appropriés.
Correction : Équilibrage de l'Équation de Combustion du Propane
Étape 1 : Identifier les éléments et compter les atomes
Principe :
Commencez par lister tous les éléments présents dans la réaction et comptez le nombre d'atomes de chaque élément du côté des réactifs et du côté des produits de l'équation non équilibrée.
Équation non équilibrée : \(\text{C}_3\text{H}_{8\text{(g)}} + \text{O}_{2\text{(g)}} \rightarrow \text{CO}_{2\text{(g)}} + \text{H}_2\text{O}_{\text{(g)}}\)
Décompte initial des atomes :
Étape 2 : Équilibrer les atomes de Carbone (C)
Principe :
Commencez par équilibrer un élément qui apparaît dans le moins de composés possible. Ici, le carbone est un bon point de départ. Il y a 3 atomes de C dans \(\text{C}_3\text{H}_8\) (réactifs) et 1 atome de C dans \(\text{CO}_2\) (produits). Pour équilibrer le carbone, placez un coefficient 3 devant \(\text{CO}_2\).
Équation après équilibrage du Carbone :
Nouveau décompte des atomes :
Étape 3 : Équilibrer les atomes d'Hydrogène (H)
Principe :
Ensuite, équilibrez les atomes d'hydrogène. Il y a 8 atomes de H dans \(\text{C}_3\text{H}_8\) (réactifs) et 2 atomes de H dans \(\text{H}_2\text{O}\) (produits). Pour équilibrer l'hydrogène, placez un coefficient 4 devant \(\text{H}_2\text{O}\) (car \(4 \times 2 = 8\)).
Équation après équilibrage de l'Hydrogène :
Nouveau décompte des atomes :
Quiz Intermédiaire 1 : Dans l'équation \(\text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}\), si on place un coefficient 2 devant \(\text{H}_2\text{O}\) pour équilibrer H, combien d'atomes d'oxygène y a-t-il alors du côté des produits ?
Étape 4 : Équilibrer les atomes d'Oxygène (O)
Principe :
Enfin, équilibrez les atomes d'oxygène. Il y a maintenant 10 atomes d'O du côté des produits. Il y a 2 atomes d'O dans \(\text{O}_2\) (réactifs). Pour obtenir 10 atomes d'O du côté des réactifs, placez un coefficient 5 devant \(\text{O}_2\) (car \(5 \times 2 = 10\)).
Équation après équilibrage de l'Oxygène :
Nouveau décompte des atomes :
Étape 5 : Vérification Finale
Principe :
Vérifiez que le nombre d'atomes de chaque élément est le même des deux côtés de l'équation. Assurez-vous également que les coefficients sont les plus petits entiers possibles.
Équation Équilibrée Finale :
Le décompte des atomes (C=3, H=8, O=10 de chaque côté) confirme que l'équation est équilibrée. Les coefficients (1, 5, 3, 4) sont les plus petits entiers possibles.
\(\text{C}_3\text{H}_{8\text{(g)}} + 5\text{O}_{2\text{(g)}} \rightarrow 3\text{CO}_{2\text{(g)}} + 4\text{H}_2\text{O}_{\text{(g)}}\)
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Pourquoi est-il essentiel d'équilibrer les équations chimiques ?
2. Quel est le coefficient stœchiométrique du dioxygène (\(\text{O}_2\)) dans l'équation équilibrée de la combustion du méthane (\(\text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}\)) ?
3. Dans une équation chimique équilibrée, le nombre total d'atomes de chaque élément :
Glossaire
- Équation Chimique
- Représentation symbolique d'une réaction chimique utilisant les formules des réactifs et des produits, ainsi que des coefficients stœchiométriques.
- Réactifs
- Substances présentes au début d'une réaction chimique, qui sont transformées.
- Produits
- Substances formées au cours d'une réaction chimique.
- Coefficient Stœchiométrique
- Nombre placé devant la formule d'une espèce chimique dans une équation équilibrée, indiquant la proportion relative (en moles) de cette espèce dans la réaction.
- Loi de Conservation de la Masse
- Principe fondamental stipulant que lors d'une réaction chimique dans un système fermé, la masse totale des réactifs est égale à la masse totale des produits. Cela implique la conservation du nombre d'atomes de chaque élément.
- Combustion
- Réaction chimique exothermique impliquant généralement une substance (le combustible) et un oxydant (souvent le dioxygène), produisant de la chaleur et de la lumière.
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