C L AS SE : 3B – 3C/D C O U R S : S CIE N CE S P R O F ES SE UR : D E F AV ER I
Bonjour à tous,
J’espère que vous allez tous et toutes bien. Je pense fort à vous en cette période difficile.
Cette semaine, continuons la chimie. Ce travail est la continuité du précédent. Il faut avoir réalisé le travail « Chimie : électrolyse de l’eau » pour comprendre et réaliser ce nouveau travail. Pour ce faire, je vous demanderai d’étudier les pages suivantes.
C’est une synthèse reprenant les points importants à connaître (merci Monsieur Baudoin). De plus, tout au long, vous y trouverez des explications. Attention, ce sont des notions complexes (qui seront revues en septembre) donc n’hésitez pas à me poser des questions.
Une fois cette matière vue et connue, je vous invite à réaliser un quizz permettant de vous auto-évaluer. Ce quizz sera disponible à partir de lundi 25/05 (aujourd’hui) et ce jusque dimanche 31/05 inclus. Cliquez sur le lien suivant :
https://b.socrative.com/login/student/ et indiquez dans le room name
« LAURA5846 ». Merci d’indiquer votre nom et prénom lorsque vous réalisez ce quizz. Ne vous inquiétez pas, c’est une évaluation formative, elle est là pour vous aider. Je vous encourage réellement à le réaliser (même plusieurs fois si vous le désirez), cela me permet de savoir qui a accès aux informations ou non.
Je tiens également à rappeler que toutes les notions vues après le 15 mars ne seront pas évaluées et ne rentreront donc pas en ligne de compte pour la réussite de votre année. Néanmoins, je vous invite à travailler régulièrement afin de garder un esprit actif et éveillé et ainsi faciliter la reprise.
Chaque lundi, je vous donnerai également d’autres notions à voir ou à revoir. Je vous remercie donc d’aller vérifier régulièrement si elles sont disponibles sur le site des ressources de Flône.
Je reste disponible pour d’éventuelles questions ou autre par mail : defaveri.laura@hotmail.com
Bon travail,
Madame De Faveri
Maintenant que vous maîtrisez les notions d’indice et de coefficient stœchiométrique, revenons à notre mise en situation.
Rappels :
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
2Je 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.
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.
1. Principe de Lavoisier
1.1 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.
1.2 Expérience :
➢ 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.
2. Pondérer une équation
2.1 L’électrolyse de l’eau :
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 stœchiométrique.
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 atomes 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 atomes 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 !
2.2 Un autre 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 atomes 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 atomes de magnésium 2 atomes 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 atomes de magnésium 2 atomes de magnésium 2 atomes 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.
➢ 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 stœchiométriques 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
3. 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).
4. 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
5. Correction 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.htm
− https://fr.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions-
stoichiome/balancing-chemical-equations/e/balancing_chemical_equations
− https://www.unamur.be/sciences/enligne/transition/chimie/fichesderevision/revi sion7/equilibrerexercices1.htm
− http://www.web-sciences.com/devoir2nde/ex0/ex0.php
