Bonjour à vous tous,
J’espère que vous supportez ce long confinement et que vous allez bien ainsi que vos proches.
Je souhaiterais que vous répondiez en tout début de semaine au premier quiz de chimie en cliquant sur le lien https://b.socrative.com/login/student et en indiquant dans le room name « BAUDOIN5968 ». Merci d’indiquer dans l’ordre :
votre CLASSE, votre prénom et votre nom,
mais pas de stress, ce sont juste des exercices. Ceci me permet de savoir si chacun reçoit bien les informations et si vous ne rencontrez pas trop de difficultés. Attention ce quiz restera disponible jusqu’au dimanche 24 mai. Il sera remplacé le lundi par un autre portant sur une autre matière.
Cette semaine, je vous invite à poursuivre la chimie. Vous allez trouver à la suite de ce courrier :
• Un nouveau chapitre : « Pondération des équations chimiques » Ceci est la suite logique de ce que nous avons vu en chimie mais c’est de la nouvelle matière. C’est donc un travail facultatif car ceci sera retravaillé en septembre. Il s’agit donc de vous permettre d’acquérir des notions pour suivre plus facilement l’année prochaine.
• Le chapitre se termine par des exercices et des vidéos qui vous aideront à comprendre. Néanmoins, j’ai conscience, qu’à distance, ces notions sont complexes. N’hésitez donc pas à me poser des questions sur votre groupe WhatsApp et à relire plusieurs fois la matière.
Je tiens à rappeler à nouveau que toutes les notions vues après le 15 mars ne seront pas évaluées de manière certificative. Néanmoins, je vous invite à travailler régulièrement afin de faciliter la reprise et la poursuite des cours en quatrième. En effet, cette matière sera revue début de quatrième et ce sera plus facile pour vous de l’avoir déjà travaillée !
Je vous donnerai également d’autres notions à voir prochainement, je vous remercie donc d’aller vérifier lundi ou mardi prochain si elles sont disponibles sur le site de Flône. Je reste accessible pour toute question par mail, adresse :
frederic.baudoin@flone.be ou via le groupe WhatsApp.
Courage et surtout prenez soin de vous et des autres !
F. Baudoin
Préambule : maintenant que vous maîtrisez les notions d’indice et de coefficient stœchiométrique, revenons à notre mise en situation.
• Pour rappel :
Les molécules d’eau ont été « découpées » lors de l’électrolyse en deux autres types de molécules, des molécules de dioxygènes et des molécules de dihydrogènes.
Le modèle de cette réaction pourrait donc donner ceci :
Si on symbolise un atome d’oxygène par un grand cercle bleu et l’hydrogène par un carré vert.
Nous n’allons pas faire des schémas comme ceux-ci toutes notre vie car ils sont fastidieux, c’est pourquoi nous allons utiliser des formules chimiques.
Ce qui donne donc :
H
2O O
2H
2• Je vous rappelle également ceci :
« Avec un peu d’observation vous remarquerez rapidement qu’il y a un problème… »
« Comment se fait-il qu’avant la réaction (à gauche de la flèche) il y a un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène alors qu’après réaction (à droite de la flèche) il y a deux atomes d’oxygènes et deux atomes d’hydrogène… ? »
« Il va donc falloir réfléchir à ce nouveau défi… »
1. Pondération d’équation
Il est bien sûr impossible que, dans une réaction, on puisse faire apparaître des atomes comme par magie. Si au départ il y avait 3 atomes, il ne peut y en avoir 4 après la réaction ! Pourtant l’expérience nous a démontré l’existence de deux gaz et ces deux gaz correspondent à cette formule chimique !
On ne peut donc pas faire ceci, même si ça nous arrangerait.
Il y a donc une autre méthode. En temps normal, vous auriez fait un super labo avec plein de produits chimiques et de précautions à prendre… mais malheureusement… il va falloir se contenter de la manière théorique.
1.1 Principe de Lavoisier
• Quelques notions à connaître :
Les réactifs réagissent ensemble et leurs atomes se réarrangent pour former de nouvelles molécules, on obtient donc les produits de la réaction.
• Mode opératoire :
- Peser à l’aide d’une balance l’iodure de potassium « KI » et du nitrate de plomb
« Pb(NO3)2 » ;
- Mélanger ces deux réactifs ;
- Peser le produit de la réaction obtenu.
Cf. : https://www.youtube.com/watch?v=sc4-vwJyYms
• Observation
- La masse des réactifs est exactement la même que la masse du produit formé.
• Conclusion
Au cours d’une réaction chimique se déroulant dans un système fermé (afin que les gaz ne puissent pas s’échapper), la masse des réactifs est égale à la masse des produits formés.
Puisque dans une réaction chimique en système fermé rien ne se perd, rien ne se crée, le nombre d'atomes formant les molécules doit être identique dans les deux membres de l’équation chimique.
Il faut donc pondérer une équation chimique pour qu’elle soit conforme à la réalité.
1.2 Pondération d’équation
Revenons à notre équation et comptons le nombre d’atomes dans le réactif et les produits formés.
Réactif Produits
2 atomes d’hydrogènes 2 atomes d’hydrogènes
1 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes
Attention ! Je ne peux pas modifier les molécules en changeant les indices mais je peux augmenter le nombre de molécules en modifiant le coefficient stoechiométrique.
Il me faut donc 2 atomes d’oxygène à gauche, je vais donc mettre un 2 devant H2O.
Ce qui donne ceci :
Réactif Produits
4 atomes d’hydrogènes 2 atomes d’hydrogènes
2 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes J’ai donc un nouveau petit souci, j’ai 4 atomes d’hydrogène à gauche mais que 2 à droite. Je vais donc ajouter une deuxième molécule de dihydrogène à droite.
Réactif Produits
4 atomes d’hydrogènes 4 atomes d’hydrogènes 2 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes
L’équation chimique respecte la loi de Lavoisier, cette équation chimique est pondérée !
• Interprétation de la formule :
Souvenez-vous des observations de l’expérience de l’électrolyse de l’eau. Nous avions observé deux gaz mais de volume différent !
Il y avait 2x plus de molécules de dihydrogènes que de molécules de dioxygènes…
Ceci… explique donc cela !
1.3 Un autres exemple
• Mg + O
2→ MgO
Le symbole du magnésium Mg, la formule moléculaire O2 et celle de l’oxyde de magnésium MgO sont exactes. Nous ne pouvons donc pas modifier ces atomes ou molécules.
Nous pouvons, par contre, les multiplier en les faisant précéder d’un coefficient stœchiométrique.
Réactif Produits
1 atome de magnésium 1 atome de magnésium
2 atome d’oxygène 1 atomes d’oxygènes
Je double donc la molécule du membre de droite. Ce qui donne :
Mg + O
2→ 2 MgO
Mais le problème c’est que j’ai 2 atomes de magnésium à droite…
Réactif Produits
1 atome de magnésium 2 atome de magnésium
2 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes Je dois donc également mettre un 2 devant le Mg de gauche.
On aura dès lors,
2 Mg + O
2→ 2 MgO
Réactif Produits
2 atome de magnésium 2 atome de magnésium 2 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes
Lors de la réaction entre 2 atomes, le magnésium et une molécule de dioxygène, il y a une réaction chimique qui nous donne 2 molécules d’oxyde de magnésium.
L’équation chimique respecte la loi de Lavoisier, cette équation chimique est pondérée.
1.4 Astuce
Dans le point suivant tu vas pouvoir t’entraîner à faire des pondérations.
Ce mécanisme, la pondération, est indispensable à maîtriser en chimie ! Tu le feras tout le temps et ce qui semble difficile au début s’avera simplisime par la suite…
Néanmoins, il y a une astuce pour se faciliter la vie, lorsque je dois faire ce type d’exercice je commence toujours par compter :
- En premier, le nombre d’atomes d’hydrogène ; - En deuxème, le nombre d’atomes d’oxygène ; - Enfin, les atomes restant pour finir.
Ps : s’il n’y a pas d’atome O ou d’atome H, il n’y a pas d’autre démarche à suivre…
(enfin… pour le moment…je reviendrai sur cette astuce lorsque l’on parlera des groupements).
1.5 Exercices
• FeS + HCl → FeCl2 + H2S
• KI + Cl2 → KCl + I2
• P4 + Ca → Ca3P2
• CH4 + O2 → CO2 + H2O
• K + H2O → KOH + H2
• Al2O3 + Si → Al + SiO2
• Al + O2 → Al2O3
• Cu(II) + O2 → CuO
• P2O5 + H2O → H3PO4
Remarque :
4 Mg + 2 O
2→ 4 MgO
Cette équation semble pondérée mais en réalité il y a une petite erreur. Lorsqu’il y a moyen de diviser tous les coefficients stoechiométriques par deux, trois, etc… c’est que vous êtes allés trop haut dans la pondération. Il faut donc tout rediviser. Par exemple pour cette équation, celle-ci est correcte sous la forme :
2 Mg + O
2→ 2 MgO
1.6 Corrections d’exercices
• FeS + 2 HCl → FeCl2 + H2S
• 2 KI + Cl2 → 2 KCl + I2
• P4 + 6 Ca → 2 Ca3P2
• CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
• 2 K + 2 H2O → 2 KOH + H2
• 2 Al2O3 + 3 Si → 4 Al + 3 SiO2
• 4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3
• 2 Cu(II) + O2 → 2 CuO
• P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4
Je vous conseille de vous entrainer davantage en réalisant les exercices sur ces différents sites :
• https://www.lachimie.net/quizz/ponderation/quiz_bienvenue.ht m
• https://fr.khanacademy.org/science/chemistry/chemical- reactions-stoichiome/balancing-chemical-
equations/e/balancing_chemical_equations
• https://www.unamur.be/sciences/enligne/transition/chimie/fiche sderevision/revision7/equilibrerexercices1.htm
• http://www.web-sciences.com/devoir2nde/ex0/ex0.php
