Les équations chimiques (Notes STE p.66 | Notes ST p.39)
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Que signifient les nombres placés devant les molécules ? Il indique le nombre de molécules de ce type impliquées dans la réaction.
On appelle ces nombres les coefficients.
Que signifient les petits nombres placés après des atomes dans les molécules ? Le nombre de fois où l'on retrouve un atome de cet élément dans la molécule.
On appelle ces nombres les indices
Le balancement des équations chimiques (Notes STE p.67 | Notes ST p.40)
Selon la loi de la conservation de la masse, le nombre d’atomes doit être le même de chaque côté de l’équation. Il est impossible que des atomes se volatilisent pendant une réaction chimique.
Que remarques-tu? La conservation de la masse n'est pas respectée ici. Le nombre d'atomes pour chacun des éléments avant et après la réaction n'est pas le même.
Le balancement d'équation chimique consiste à modifier les coefficients devant les substances d'une équation chimique afin de respecter la loi de la conservation de la masse.
Il faut donc balancer les équations chimiques en ajoutant des coefficients devant les molécules.
Commencer par ajuster les quantités d'un élément autre que Hydrogène ou Oxygène
Après un changement, refaire un nouveau bilan des atomes et poursuivre en ajustant la quantité d'un autre élément.
Ajuster les quantités d'hydrogène en avant dernier. Faire un bilan des atomes ensuite.
Terminer en ajustant les quantités d'oxygène. Faire un bilan des atomes ensuite.
*Si on met un coefficient devant une molécule, il ne faut pas oublier qu'il multiplie TOUT ce qu'il y a dans la molécule.
** Si un élément se trouve en quantité impaire d'un côté de l'équation chimique et en quantité paire de l'autre côté de l'équation, doubler la molécule offrant la quantité impaire d'atomes de cet élément.
*** Les coefficients doivent être réduits à leur maximum, comme une fraction.
On se retrouve ici dans une situation où, au départ, j'ai une quantité paire d'oxygène du côté des réactifs et une quantité impaire d'oxygène du côté des produits.
On double donc la molécule nous offrant la quantité impaire d'oxygène afin de retrouver des quantités paires des deux côtés.
Le chiffre en indice à droite d'une parenthèse indique qu'on retrouve ce nombre de fois tout ce qui est contenu dans la parenthèse.
On a ici beaucoup d'éléments avec lesquels jongler. Il faut donc s'assurer de faire le suivi de TOUS les éléments impliqués dans une molécule lorsqu'on met un coefficient devant celle-ci.
Il faut être prudent ici puisque l'oxygène se retrouve dans deux molécules différents du côté des produits.
Il faut comprendre que si on met un coefficient devant la molécule de CO2, il ne multipliera que le nombre d'atomes d'oxygène compris dans la molécule de CO2 et non la quantité totale d'oxygène du côté des produits.
La stoechiométrie (Notes STE p.69 | Notes ST p.XX)
Voici la recette d’un “Mama Burger” chez A&W.
2 pains + 1 boulette + 3 cornichons + 1 rondelle d’oignons → 1 Mama Burger
De combien de pains auras-tu besoin si tu veux faire 8 Mama Burgers? 16 pains
De combien de boulettes auras-tu besoin si tu veux faire 8 Mama burgers? 8 boulettes
De combien de cornichons auras-tu besoin si tu veux faire 8 Mama Burgers? 24 cornichons
De combien d’oignons auras-tu besoin si tu veux faire 8 Mama Burgers? 8 oignons
Si je voulais faire 1 mole de Mama Burgers ( 6,02 x 10²³ burgers), j'aurais besoin de...
2 moles de pain (1,204 x10²⁴ pains)
1 mole de boulettes (6,02x10²³ boulettes)
3 moles de cornichons (1,806 x10²⁴ cornichons)
1 mole d'oignons (6,02x10²³ oignons)
Peu importe la quantité de burgers qui seront préparés. Les proportions entre les différents quantités d'ingrédients seront toujours les mêmes.
La stœchiométrie est l'étude des proportions selon lesquelles des substances interagissent dans une réaction chimique.
En effet, la stoechiométrie est très utile dans plusieurs domaines, de la médecine, pharmaceutique, industrie et même en cuisine !
Quelle quantité d’eau sera formée si l’on utilise 1,00g de dihydrogène ?
2. Quelle quantité de dioxygène est nécessaire pour faire réagir 2,50 g de dihydrogène ?
3. Lorsque le sulfate de disodium et le dichlorure de calcium sont plongés dans l’eau, ils réagissent pour former du chlorure de sodium ainsi que du sulfate de calcium.
a) Combien de moles de chlorure de sodium a été produit, si l’on a récolté 45,30 g de sulfate de calcium ?
b) Quelle masse de sulfate de disodium doit être utilisée afin de faire réagir 37,30 g de dichlorure de calcium ?
Concept de réactif limitant et réactif en excès (Notes STE p.69 | Notes ST p.XX)
Reprenons notre exemple de Mama Burger.
2 pains + 1 boulette + 3 cornichons + 1 rondelle d’oignons → 1 Mama Burger
Dans ta cuisine, tu possèdes 26 pains et 5 boulettes ainsi qu’un nombre suffisant d' autres ingrédients. Combien de burgers seras-tu capable de cuisiner? --> 5 burgers
Ici, les boulettes sont un ingrédient limitant, puisqu’elles sont en plus petite quantité. Elles font donc en sorte que la cuisine “s’arrête” lorsque tu les as toutes épuisées. Les pains sont un ingrédient en excès, c’est-à-dire qu’il va en rester lorsque tu auras cuisiné tout ton stock de boulettes.
Ce concept est également valable pour une réaction chimique.
Le réactif limitant est le réactif dont la quantité initiale s'épuise en premier, et dont il ne reste plus rien à la fin de la réaction. Une fois le réactif limitant épuisé, la réaction s’arrête, même s’il reste encore des autres réactifs dans le milieu.
Le ou les réactif(s) en excès est (sont) le(s) réactif(s) dont il reste quelque chose à la fin de la réaction.
On fait réagir 28,00 g de Fer avec 480g d’oxygène. Quelle sera la masse de trioxyde de difer qui sera produite suite à la réaction?
On fait réagir 18 g de dihydrogène avec 8,0 g de dioxygène. Quelle sera la masse d’eau qui sera produite suite à la réaction?
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