Au programme de ce chapitre
- I. L'équation chimique pondérée
- II. La mole et la masse molaire
- III. S'entrainer
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Une réaction chimique transforme des réactifs en produits : les atomes se réarrangent, mais aucun atome n'apparait ni ne disparait (loi de Lavoisier : conservation de la masse et des atomes).
L'équation chimique écrit cette transformation avec des formules : réactifs → produits. Les coefficients stœchiométriques placés devant les formules assurent qu'il y a autant d'atomes de chaque élément de chaque côté : on dit que l'équation est pondérée.
L'équation chimique écrit cette transformation avec des formules : réactifs → produits. Les coefficients stœchiométriques placés devant les formules assurent qu'il y a autant d'atomes de chaque élément de chaque côté : on dit que l'équation est pondérée.
Un exemple corrigé
Exemple Combustion du propane (bonbonne de barbecue) : C3H8 + O2 → CO2 + H2O.
- 3 atomes C à gauche : je place 3 devant CO2.
- 8 atomes H à gauche : je place 4 devant H2O.
- À droite : 3 × 2 + 4 × 1 = 10 atomes O, donc 5 O2 à gauche.
Lexique
- coefficient stœchiométrique
- nombre placé devant une formule pour pondérer l'équation
- mole
- quantité de matière contenant 6,02 · 1023 entités
- masse molaire
- masse d'une mole de substance, en g/mol
- concentration molaire
- quantité de soluté par litre de solution, en mol/L
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — modifier les indices au lieu des coefficients. Pour équilibrer les atomes d'oxygène, certains élèves écrivent CO3 à la place de CO2. Les indices font partie de l'identité de la substance : on n'y touche jamais. Seuls les coefficients devant les formules se règlent.
Piège — oublier de convertir les millilitres. Avec 0,10 mol dans 250 mL, écrire c = 0,10 / 250 donne 0,0004 mol/L, un résultat 1000 fois trop petit. Convertis d'abord : 250 mL = 0,250 L, puis c = 0,10 / 0,250 = 0,40 mol/L.
Attention Dans c = n / V, le volume doit être en litres : 250 mL = 0,250 L. Et la masse molaire d'une formule tient compte des indices : M(Ca(OH)2) = 40 + 2 × (16 + 1) = 74 g/mol, pas 57.
L'astuce du prof
Astuce. Quand un ion ou un groupe comme SO4 ou OH apparait des deux côtés, compte-le comme un seul bloc. Tu as alors moins d'éléments à équilibrer, et tu fais moins d'erreurs.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Trois équations à pondérer
Pondère : a) Fe + Cl2 → FeCl3 ; b) C2H6 + O2 → CO2 + H2O ; c) Mg + HCl → MgCl2 + H2.
Voir la correction
Je commence par le métal ou le carbone, puis je termine par H et O. a) 2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3 (2 Fe et 6 Cl de chaque côté). b) 2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O (4 C, 12 H et 14 O de chaque côté). c) Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2 (1 Mg, 2 H et 2 Cl de chaque côté).
Exercice 2 — De l'acide dans un accumulateur
L'acide sulfurique H2SO4 sert dans les batteries de voiture. Calcule sa masse molaire (H = 1 ; S = 32 ; O = 16), puis le nombre de moles et le nombre de molécules contenues dans 4,9 g d'acide.
Voir la correction
Masse molaire : M = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 98 g/mol. Ensuite n = 4,9 / 98 = 0,050 mol. Enfin N = 0,050 × 6,02 · 1023 ≈ 3,0 · 1022 molécules.