Au programme de ce chapitre
- I. Ce que disent les coefficients
- II. Calculer des nombres de moles
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition La stœchiométrie étudie les proportions dans lesquelles les substances réagissent et se forment. Les coefficients d'une équation pondérée indiquent les proportions en nombre d'entités, et donc en nombre de moles (puisqu'une mole est un paquet de NA entités).
Un exemple corrigé
Exemple Combustion du propane : C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O. Pour brûler 0,60 mol de propane, il faut n(O2) = 0,60 × 51 = 3,0 mol de dioxygène ; il se forme 0,60 × 3 = 1,8 mol de CO2 et 0,60 × 4 = 2,4 mol d'eau.
Lexique
- stœchiométrie
- étude des proportions dans lesquelles les substances réagissent
- proportions stœchiométriques
- quantités de réactifs qui respectent exactement les coefficients
- règle de trois
- calcul de proportionnalité
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — appliquer les coefficients aux grammes. Ne dis jamais « 2 g de H2 pour 1 g de O2 ». Les coefficients valent pour les moles. Pour passer aux grammes, multiplie ensuite chaque nombre de moles par la masse molaire.
Piège — inverser les coefficients. Dans n(cherché) = n(connu) × coefficient(cherché) / coefficient(connu), le coefficient de la substance cherchée est au numérateur. Si tu les inverses, tes résultats ne respecteront pas l'équation.
Attention Les coefficients ne donnent pas les proportions en masse ! Dans 2 H2 + O2 → 2 H2O, 2 mol de H2 (4 g) réagissent avec 1 mol de O2 (32 g) : la masse de dioxygène est huit fois plus grande, alors que son coefficient est plus petit. On vérifie au passage la loi de Lavoisier : 4 + 32 = 36 g = 2 × 18 g.
L'astuce du prof
Astuce Dans un calcul, la « bonne » réponse respecte toujours les coefficients : si le coefficient du produit est plus grand que celui du réactif, tu dois trouver plus de moles de produit que de réactif.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Synthèse de l'eau
Dans 2 H2 + O2 → 2 H2O, on fait réagir 3,0 mol de dihydrogène. Quelle quantité de dioxygène est nécessaire ? Quelle quantité d'eau se forme ?
Voir la correction
Je lis les coefficients : 2 pour H2, 1 pour O2 et 2 pour H2O. n(O2) = 3,0 × 12 = 1,5 mol. n(H2O) = 3,0 × 22 = 3,0 mol (autant que de dihydrogène, puisque les coefficients sont égaux).
Exercice 2 — La rouille
Le fer rouille selon l'équation 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3. Combien de moles de fer et de dioxygène faut-il pour obtenir 0,60 mol d'oxyde de fer(III) ?
Voir la correction
Cette fois, la substance connue est un produit. n(Fe) = 0,60 × 42 = 1,2 mol et n(O2) = 0,60 × 32 = 0,90 mol.