ÉQUILIBRAGE DES ÉQUATIONS CHIMIQUES: MÉTHODES ET EXEMPLES - CHIMIE - 2025

Les équations chimiques d'équilibrage impliquent que tous les éléments de l'équation ont le même nombre d'atomes de chaque côté. Pour y parvenir, il est nécessaire d'utiliser les méthodes d'équilibrage pour attribuer les coefficients stoechiométriques appropriés à chaque espèce présente dans la réaction.

Une équation chimique est la représentation, par des symboles, de ce qui se passe au cours d'une réaction chimique entre deux ou plusieurs substances. Les réactifs interagissent les uns avec les autres et, en fonction des conditions de réaction, un ou plusieurs composés différents seront obtenus en tant que produit.

Lors de la description d'une équation chimique, il convient de prendre en compte les éléments suivants: tout d'abord, les réactifs sont écrits sur le côté gauche de l'équation, suivis d'une flèche à sens unique ou de deux flèches horizontales opposées, selon le type de réaction effectuée. cap.

Équilibrage des méthodes d'équations chimiques

Il est basé sur la stoechiométrie de la réaction et essaie d'essayer avec des coefficients différents afin d'équilibrer l'équation, à condition que l'on choisisse les plus petits entiers possibles avec lesquels on obtient le même nombre d'atomes de chaque élément des deux côtés. de la réaction.

Le coefficient d'un réactif ou d'un produit est le nombre qui précède sa formule, et c'est le seul nombre qui peut être modifié lors de l'équation d'une équation, car si les indices des formules sont modifiés, l'identité du composé sera modifiée. en question.

Compter et comparer

Après avoir identifié chaque élément de la réaction et l'avoir placé du bon côté, nous procédons à compter et comparer le nombre d'atomes de chaque élément présent dans l'équation et déterminer ceux qui doivent être équilibrés.

Ensuite, l'équilibrage de chaque élément est poursuivi (un à la fois), en plaçant des coefficients entiers précédant chaque formule contenant des éléments déséquilibrés. Normalement, les éléments métalliques sont équilibrés en premier, puis les éléments non métalliques et enfin les atomes d'oxygène et d'hydrogène.

Ainsi, chaque coefficient multiplie tous les atomes de la formule précédente; ainsi, tandis qu'un élément s'équilibre, les autres peuvent devenir déséquilibrés, mais cela est corrigé lorsque la réaction s'équilibre.

Enfin, il est confirmé par un dernier décompte que toute l'équation est correctement équilibrée, c'est-à-dire qu'elle obéit à la loi de conservation de la matière.

Équilibrage algébrique des équations chimiques

Pour utiliser cette méthode, une procédure est établie pour traiter les coefficients des équations chimiques comme des inconnues du système à résoudre.

En premier lieu, un élément spécifique de la réaction est pris comme référence et les coefficients sont placés sous forme de lettres (a, b, c, d…), qui représentent les inconnues, selon les atomes existants de cet élément dans chaque molécule (si une espèce ne contient pas cet élément est placé "0").

Après avoir obtenu cette première équation, les équations des autres éléments présents dans la réaction sont déterminées; il y aura autant d'équations qu'il y a d'éléments dans ladite réaction.

Enfin, les inconnues sont déterminées par l'une des méthodes algébriques de réduction, d'égalisation ou de substitution et les coefficients qui aboutissent à l'équation correctement équilibrée sont obtenus.

Équilibrage des équations redox (méthode ion-électron)

La réaction générale (déséquilibrée) est placée en premier sous sa forme ionique. Puis cette équation est divisée en deux demi-réactions, l'oxydation et la réduction, s'équilibrant chacune en fonction du nombre d'atomes, de leur type et de leurs charges.

Par exemple, pour les réactions qui se produisent en milieu acide, des molécules sont ajoutées H ₂ O pour équilibrer les atomes d'oxygène est ajouté et H ⁺ pour équilibrer les atomes d'hydrogène.

D'autre part, dans un milieu alcalin, un nombre égal d'ions OH ^- est ajouté des deux côtés de l'équation pour chaque ion H ⁺, et là où les ions H ⁺ et OH ^- apparaissent, ils s'unissent pour former des molécules H ₂ O.

Ajouter des électrons

Ensuite, autant d'électrons que nécessaire doivent être ajoutés pour équilibrer les charges, après avoir équilibré la matière dans chaque demi-réaction.

Une fois que chaque demi-réaction a été équilibrée, celles-ci sont additionnées et l'équation finale est équilibrée par essais et erreurs. En cas de différence du nombre d'électrons dans les deux demi-réactions, une ou les deux doivent être multipliées par un coefficient égal à ce nombre.

Enfin, il faut confirmer que l'équation comprend le même nombre d'atomes et le même type d'atomes, en plus d'avoir les mêmes charges des deux côtés de l'équation globale.

Exemples d'équations chimiques d'équilibrage

Source: wikimedia.org. Auteur: Ephert.

Ceci est une animation d'une équation chimique équilibrée. Le pentoxyde de phosphore et l'eau sont convertis en acide phosphorique.

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).

Deuxième exemple

Vous avez la réaction de combustion de l'éthane (déséquilibré).

C ₂ H ₆ + O ₂ → CO ₂ + H ₂ O

En utilisant la méthode d'essais et d'erreurs pour l'équilibrer, on observe qu'aucun des éléments n'a le même nombre d'atomes des deux côtés de l'équation. Ainsi, on commence par équilibrer le carbone, en ajoutant un deux comme coefficient stoechiométrique qui l'accompagne côté produit.

C ₂ H ₆ + O ₂ → 2CO ₂ + H ₂ O

Le carbone a été équilibré des deux côtés, de sorte que l'hydrogène est équilibré en ajoutant un trois à la molécule d'eau.

C ₂ H ₆ + O ₂ → 2CO ₂ + 3H ₂ O

Enfin, comme il y a sept atomes d'oxygène sur le côté droit de l'équation et que c'est le dernier élément à équilibrer, le nombre fractionnaire 7/2 est placé devant la molécule d'oxygène (bien que les coefficients entiers soient généralement préférés).

C ₂ H ₆ + 7 / 2O ₂ → 2CO ₂ + 3H ₂ O

Ensuite, on vérifie que de chaque côté de l'équation il y a le même nombre d'atomes de carbone (2), d'hydrogène (6) et d'oxygène (7).

Troisième exemple

L'oxydation du fer par les ions bichromates en milieu acide (déséquilibré et sous sa forme ionique) se produit.

Fe ²⁺ + Cr ₂ O ₇ ^2- → Fe ³⁺ + Cr ³⁺

En utilisant la méthode ion-électron pour son équilibrage, il est divisé en deux demi-réactions.

Oxydation: Fe ²⁺ → Fe ³⁺

Réduction: Cr ₂ O ₇ ^2- → Cr ³⁺

Puisque les atomes de fer sont déjà équilibrés (1: 1), un électron est ajouté au côté produit pour équilibrer la charge.

Fe ²⁺ → Fe ³⁺ + e ^-

Maintenant, les atomes de Cr sont équilibrés, ajoutant un deux du côté droit de l'équation. Ensuite, lorsque la réaction se produit en milieu acide, sept molécules de H ₂ O sont ajoutées côté produit pour équilibrer les atomes d'oxygène.

Cr ₂ O ₇ ^2- → 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O

Pour équilibrer les atomes H, quatorze ions H ⁺ sont ajoutés du côté réactif et, après avoir égalisé la matière, les charges sont équilibrées en ajoutant six électrons du même côté.

Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ + 6e ^- → 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O

Enfin, les deux demi-réactions sont ajoutées, mais comme il n'y a qu'un seul électron dans la réaction d'oxydation, tout cela doit être multiplié par six.

6Fe ²⁺ + Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ + 6e ^- → Fe ³⁺ + 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O + 6e ^-

Enfin, les électrons des deux côtés de l'équation ionique globale doivent être éliminés, vérifiant que leur charge et leur matière sont correctement équilibrées.

Références

1. Chang, R. (2007). Chimie. (9e éd.). McGraw-Hill.
2. Hein, M. et Arena, S. (2010). Fondations de la chimie universitaire, suppléant. Récupéré de books.google.co.ve
3. Tuli, GD et Soni, PL (2016). Le langage de la chimie ou des équations chimiques. Récupéré de books.google.co.ve
4. Publication rapide. (2015). Équations et réponses de chimie (guides d'étude rapide). Récupéré de books.google.co.ve