Equation-bilan et réaction chimique

Les atomes qui constituent la matière de l'univers ont été crées il y a des milliards d'années (big bang), ils se combinent entre eux au cours de processus qu'on appelle réactions chimiques. Des corps vont entrer en réaction, les réactifs, pour former d'autres corps appelés produits. Le but d'une équation-bilan est de représenter ce processus, elle donne les réactifs présents au départ et les produits formés par la réaction.

Prenons pour exemple de réaction la combustion du carbone, il brûle dans le dixoygène en produisant du dioxyde de carbone. Cette réaction s'accompagne d'un dégagement de chaleur.
On dit que le carbone et le dioxygène sont consommés par la réaction .
En dessous des formules chimiques sont représentés les modèles moléculaires pour mieux comprendre comment les atomes vont s'associer.

REACTIFS				PRODUITS
C	+	O2		CO2
	+

Question : Dans l'équation-bilan ci-dessus, comptez les atomes puis répondez :

Il y a 0 1 2 3 atomes de carbone dans les réactifs et

0 1 2 3 atomes de carbone dans les produits.

Il y a 0 1 2 3 atomes d'oxygène dans les réactifs et

0 1 2 3 atomes d'oxygène dans les produits.

Principe de conservation

Lavoisier

Un des grands principes de la chimie énoncé par le chimiste français Lavoisier est que les atomes de chaque sorte qui constituent les corps se conservent au cours d'une réaction chimique, par contre les atomes sont liés différement entre eux. Dans l'exemple précédent vous avez bien vérifié ce principe. On dit que l'équation-bilan est équilibrée, il faudra prendre garde lorsqu'on écrit une équation-bilan que le principe de conservation est bien respecté.

Comment équilibrer une équation-bilan ?

Après expérience, un élève s'aperçoit que la combustion du méthane produit deux nouveau corps : du dioxyde de carbone et de l'eau. Il cherche l'équation-bilan de cette réaction...

• Etape 1 : chercher la nature des réactifs et des produits

Le premier réactif est donné c'est le méthane CH₄ . C'est une réaction de combustion, donc le deuxième réactif est le dioxygène O₂ contenu dans de l'air.

Les produits ont déjà été identifiés par l'élève : le dioxyde de carbone CO₂ et l'eau H₂O.

• Etape 2 : Equilibrer avec les coefficients stoechiométriques

L'équation-bilan s'écrit pour l'instant :

REACTIFS				PRODUITS
CH4	+	O2		CO2	+	H2O
	+				+
0 1 2 3 4 atomes de carbone 0 1 2 3 4 atomes d'oxygène 0 1 2 3 4 atomes d'hydrogène				0 1 2 3 4 atomes de carbone 0 1 2 3 4 atomes d'oxygène 0 1 2 3 4 atomes d'hydrogène

Vérifions si cette équation-bilan est équilibrée. Comptez dans le tableau les atomes de chaque sorte dans les réactifs puis les produits. Une fois que c'est fait, vérifiez vos réponses puis répondez à la question suivante :

Question : L'équation-bilan est-elle équilibrée ?

REACTIFS				PRODUITS
CH4	+	O2		CO2	+	H2O
	+				+

Equilibrons les atomes d'oxygène O :
Il y a 2 atomes parmi les réactifs dans la molécule O₂ mais 4 atomes parmi les produits (2 dans CO₂ et 2 dans 2 H₂O). Il faut donc 2 molécules de dioxygène O₂ dans les réactifs.

Voici l'équation-bilan enfin équilibrée !

REACTIFS				PRODUITS
CH4	+	2 O2		CO2	+	2H2O
	+				+

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