La combustion du carbone dans le dioxygène produit du dioxyde de carbone. On écrit :
Carbone + Dioxygène → Dioxyde de carbone
La ligne précédente est appelée équation chimique. Par convention, on symbolise une réaction
chimique par une flèche. On appelle « réactifs » les composés qui
interviennent dans la réaction ( dans le cas ci-dessus les réactifs sont le carbone et le dioxygène)
et on appelle « produits » les composés formés après la réaction.
Écrivons l’équation chimique précédente à l’aide des formules moléculaires.
Carbone C
Dioxygène O2
Dioxyde de carbone CO2
C + O2 → CO2
* Schéma réalisé avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.
Que constate-t-on ? On dispose d’un atome de carbone et de deux atomes de dioxygène à gauche que l’on retrouve à droite.
Une réaction chimique est un processus avec réarrangement des atomes constitutifs des réactifs pour donner
de nouveaux corps appelés produits. Tous les atomes constitutifs des réactifs se retrouvent dans au moins un
des produits, et dans les mêmes quantités. On dit qu’au cours d’une réaction chimique il y a conservation de la
masse.
Attention : La dissolution d’un corps n’est pas une réaction chimique (dissolution du sel dans l’eau par exemple),
de même que le changement d’état d’un corps pur (Passage de l’état solide à l’état liquide).
Pour bien rendre compte qu’il y a conservation des mêmes atomes, et qu’il y a le même nombre d’atomes de
part et d’autre de l’équation, on affecte chaque réactif et chaque produit d’un nombre appelé coefficient
stœchiométrique. Il correspond au nombre minimum de moles de chaque réactif ou produit permettant cette
conservation. Le coefficient 1 ne se note pas.
Dans le cas :
C + O2 → CO2
A l'échelle atomique, on dira qu'un atome de carbone réagit avec une
molécule de dioxygène pour donner une molécule de dioxyde de carbone.
A l'échelle humaine, on dira qu'une mole d'atomes de carbone réagit avec une mole
molécules de dioxygène pour donner une mole molécules de dioxyde de carbone.
2) Combustion du méthane dans le dioxygène.
La combustion du méthane s’effectue dans le dioxygène et dégage du dioxyde de carbone et de l’eau.
Méthane + Dioxygène → Dioxyde de carbone + Eau
* Schéma réalisé avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.
Compléter la réaction chimique en donnant les formules moléculaires des corps manquants. Respectez l'ordre des molécules..
Comptez le nombre d'atomes avant et après la réaction, puis répondre à la question.
3) Equilibre d'une réaction chimique.
Pour équilibrer une réaction chimique, on compte le nombre d’atomes par espèce de part et d’autre de la flèche.
CH4 + O2 →
CO2 + H2O
Atomes
Réactifs
→
Produits
Bilan
C
1
→
1
C'est équilibré
H
4
→
2
Il manque 2 H dans les produits
Les coefficients stœchiométriques ne sont donc pas systématiquement égaux à 1. Il faudra donc modifier certains
coefficients pour que la réaction soit totale. On dit qu’il faut équilibrer la réaction.
Il faut donc que le nombre d’atomes d’hydrogène soit le double dans les produits, seule solution : On met un coefficient 2
devant H2O (On obtient donc 2 molécules d’eau.)
L’équation provisoire est :
CH4 + O2 →
CO2 + 2 H2O
Atomes
Réactifs
→
Produits
Bilan
O
2
→
4
Il manque 2 O dans les réactifs
Il faut doubler le nombre d’atomes d’oxygène dans les réactifs. Pour cela, on met un coefficient 2 devant O2 dans les réactifs. (On obtient alors 2 molécules de dioxygène )
On obtient de ce fait le même nombre d’atomes de chaque espèce de part et d’autre de la flèche.
L’équation définitive devient alors :
CH4 + 2 O2 →
CO2 + 2 H2O
Une molécule de méthane réagit avec deux molécules de dioxygène pour donner une molécule de dioxyde de carbone et
deux molécules d’eau.
4) Exercices.
Exercice N°1:
Equilibrer les réactions suivantes. Toutes les case doivent contenir une valeur.
Exercice N°2:
En brûlant dans le dioxygène, le propane donne deux produits :
- Le premier forme de la buée sur un verre froid au-dessus de la flamme.
- Le second est un gaz qui trouble l’eau de chaux
Quels sont ces produits ? Puis écrire l’équation chimique équilibrée de la réaction. Il faudra écrire les réactifs et les produits dans l'ordre.
Les coefficients stochiométriques seront écrits dans les cases sur fond vert...
II) Conservation de la quantité de matière, des charges et des éléments.
Nous avons vu précédemment que les éléments se conservent, en effet dans une équation chimique équilibrée, on
retrouve le même nombre d’atomes de chaque espèce avant et après la réaction.
1) Conservation de la quantité de matière :
Dans l'écriture d'une équation bilan d'une réaction chimique, les formules chimiques des réactifs et des produits
représentent: - à l'échelle atomique: les molécules ou les atomes en présence. - à l'échelle humaine : les moles de molécules ou d'atomes des corps en réaction.
Après avoir équilibré la réaction suivante, compléter le tableau. Toutes les cases doivent contenir une valeur...
On donne M(C) = 12 g/mol ; M(H) = 1 g/mol ; M(O) = 16 g/mol.
2) Conservation des charges :
Exercice: Les réactions suivantes donnent lieu à la présence d’ions. Il convient donc d’équilibrer
les charges de la même manière que l’on équilibrerait les atomes. Toutes les cases doivent contenir une valeur...
Au cours d’une réaction chimique, la somme des charges des réactifs et égale à la somme des charges des produits.
III) Problèmes :
A) Le produit actif de l’eau de Javel.
A) Le produit actif de l’eau de Javel est l’hypochlorite de sodium, de formule NaClO.
1) Donner le nom des éléments présents dans ce composé. Citez les noms dans l'ordre d'apparition dans la molécule, écrire les noms en minuscule.
2) Calculer la masse molaire moléculaire de NaClO.
M(Na) = 23 g/mol ; M(Cl) = 35,5 g/mol ; M(O) = 16 g/mol
Citez les atomes dans l'ordre d'apparition dans la molécule.
3) Il est très dangereux et interdit de mélanger des produits ménagers. Une femme de
service d’un hôpital a mélangé deux de ces produits, l’un contenant de l’acide chlorhydrique de formule HCl et
l’autre de l’eau de Javel. Un dégagement gazeux très toxique s’est répandu.
Équilibrer l’équation de la réaction chimique. Toutes les cases doivent contenir une valeur...
Vous donnerez le nom du gaz dangereux et sa formule.
B) Bilan molaire :
Soit la réaction dont l’équation bilan s’écrit : C + 2 PbO →
2 Pb + CO2 .
Compléter les phrases : Toutes les cases doivent contenir une valeur...
C) Le feux d’artifice :
Le perchlorate de potassium KClO3 est utilisé dans le feux d’artifice.
- Sa réaction avec l’aluminium donne de l’alumine Al2O3 et du chlorure de potassium KCl, on obtient des gerbes d’étincelles blanches. Écrire l’équation bilan équilibrée de cette réaction.
Toutes les cases doivent contenir une valeur...
Le perchlorate de potassium KClO3 est utilisé dans le feux d’artifice.
- Sa réaction avec du carbone donne du dioxyde de carbone et du chlorure de potassium KCl, on obtient des gerbes d’étincelles violettes. Écrire l’équation bilan équilibrée de cette réaction.
Toutes les cases doivent contenir une valeur...
