Chapitre 9 : LES EQUATIONS CHIMIQUES Date : A. Rappel : Nous avons déjà rencontré quelques réactions chimiques. Exemples 1. Le fer et le soufre forment du sulfure de fer (combinaison chimique) 2. L eau se décompose en hydrogène et oxygène (électrolyse de l eau) B. Equation chimique Une équation chimique permet de traduire simplement ce qui se passe lors d une réaction chimique. REALITE Atomes Les atomes s unissent pour former des molécules Molécules les molécules réagissent pour donner une réaction Réaction EXPRESSION Symboles on combine les symboles pour former des formules Formules Les formules sont modifiées et donnent une équation chimique Equation chimique C. Notation Comme une équation en algèbre, une équation chimique comporte 2 membres; Le signe = est remplacé par une flèche qui indique le sens de la réaction. Dans le 1 er membre : Dans le 2 nd membre : Formules des différents réactifs séparées du signe + Formules des produits formés séparées du signe + Exemples: a) Fe + S FeS b) H + O H2O c) C + O CO2 LEJ : 2010-2011 Chimie 3 ème 1 M. Friat et Mme Vanden Abeele
D. Lois pondérales Concept fondamental de Lavoisier Expériences : 1. Réactifs Produits Sulfate de cuivre et hydroxyde de sodium Solution bleue transparente et solution incolore Solide bleu foncé opaque + liquide incolore Masse totale des réactifs x g Masse totale des produits x g 2. Réactifs Produits Masse totale des réactifs 3. Réactifs Masse totale des produits Produits Masse totale des réactifs Masse totale des produits Conclusion générale : La masse totale des produits est toujours égale à la masse totale des réactifs En d autres termes : Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme Explication : Au cours d une réaction chimique, On ne crée pas de nouveaux atomes, On ne détruit pas les atomes On ne fait que casser les molécules, permettant ainsi Aux atomes de se recombiner autrement Et de former de nouvelles molécules LEJ : 2010-2011 Chimie 3 ème 2 M. Friat et Mme Vanden Abeele
Conséquence : Dans l équation chimique comme dans la réaction qu elle traduit, il faut que la loi de Lavoisier soit respectée. Incidence sur l écriture des équations chimiques : Les formules désignant les molécules (et donc les matières) ne peuvent en aucun cas être modifiées (respect des valences des atomes) ; on ne change donc jamais les symboles ni les indices des symboles. Ainsi dans les exemples donnés précédemment, les molécules de dihydrogène, de dioxygène doivent apparaître : a) Fe + S FeS b) H2 + O2 H2O c) C + O 2 CO 2 Or dans le respect de conservation des masses; il faut trouver le même nombre d atomes de chaque espèce dans chacun des membres de l équation. Ce qui n est pas le cas dans l équation b) Seule manœuvre possible : modifier la quantité de molécules Exemples : 1. Synthèse de l eau H 2 + 0 2 H 20 que nous pouvons imaginer La loi de Lavoisier n est pas respectée car 1 er membre 2 ème membre 2 atomes de H 2 atomes de O 2 atomes de H 1 atome de O et aucune des molécules (ou formules) n est modifiable. Force nous est donc d arriver au compte juste en prenant plusieurs fois la même molécule, soit ici deux molécules d eau. H 2 + 0 2 2H 20 LEJ : 2010-2011 Chimie 3 ème 3 M. Friat et Mme Vanden Abeele
mais il apparait alors un déficit de 2 H dans le premier membre nous devons donc prendre 2 molécules d hydrogène. 2H 2 + 0 2 2H 20 et l équation est équilibrée. Nous notons ainsi qu il faut la réaction de deux molécules d hydrogène et d une molécule d oxygène pour former deux molécules d eau, 2. Combustion du carbone C + O 2 CO 2 1. atome(s) de carbone et 1molécule(s) de dioxygène se combinent pour former 1 molécule(s) de dioxyde de carbone 3. Formation du «sel» 2Na + Cl 2 2NaCl 2.. atome(s) de sodium et 1 molécule(s)de dichlore se combinent pour former 2 molécule(s) de chlorure de sodium Conventions : Le coefficient 1 ne s écrit pas Les coefficients sont des nombres entiers Les coefficients doivent être les plus petits possible LEJ : 2010-2011 Chimie 3 ème 4 M. Friat et Mme Vanden Abeele
Exercices 1. Quelle est l équation correctement pondérée (équilibrée)? a) 2 HCl + Mg(OH) 2 MgCl 2 + 2 H 2O b) 2 HCl + 2 Mg(OH) 2 MgCl 2 + 4 H 2O c) 4 HCl + 2Mg(OH) 2 2 MgCl 2 + 4 H 2O Car 2. Pondérer les équations suivantes : a) HCl + Mg MgCl 2 + H 2 b) H 2 + Cl 2 HCl c) Al + HCl AlCl 3 + H 2 d) N 20 5 + H 20 H N0 3 e) CH 4 + 0 2 C0 2 + H 20 f) Al 20 3 + HCl AlCl 3 + H 20 g) H 2S + 0 2 H 20 + S0 2 h) NaOH + S0 2 Na 2(SO 3) + H 20 i) BaO + H 3(P0 3) Ba 3(P0 3) 2 + H 20 j) KI + Cl 2 KCl + I 2 k) Al 20 3 + Si Al + Si0 2 l) Fe 20 3 + CO FeO + CO 2 m) P 4 + Ca Ca 3P 2 n) NH 3 + 0 2 NO + H 20 o) HCl + Mg(OH) 2 MgCl 2 + H 20 p) H 2 + N 2 NH 3 q) CaCO 3 + HCl CaCl 2 + H 20 + C0 2 r) C0 2 + H 20 C 6H 120 6 + 0 2 s) P 20 3 + H 20 H 3P0 3 t) P 20 5 + H 20 H 3P0 4 u) C + H 2 CH 4 v) Al + HNO 3 Al(N0 3) 3 + H 2 w) Na 20 2 + H 2O Na(OH) + 0 2 LEJ : 2010-2011 Chimie 3 ème 5 M. Friat et Mme Vanden Abeele
Réponses : a) 2- b) 2- c) 2 6 2 3 d) 2 e) -2-2 f)-6 2 3 g) 2 3 2 2 h) 2- -- i) 3 2 3 j) 2 2 k) 2 3 4 3 l) 2- m) -6 2 n) 4 5 4 6 o) 2- -2 p) 3-2 q) -2 r) 66-6 s) 3 2 t) 3 2 u) 2 v) 2 6 2 3 w) 2 2 4 LEJ : 2010-2011 Chimie 3 ème 6 M. Friat et Mme Vanden Abeele