En bref Une transformation chimique peut être modélisée par l'écriture d'une équation de réaction chimique qui nous renseigne sur les réactifs mis en jeu et les produits formés.
IÉcrire une équation de réaction chimique
Une transformation chimique correspond à la réaction entre des espèces chimiques. L'écriture d'une réaction chimique s'appelle une équation de réaction chimique. Les réactifs et les produits y sont représentés par leurs formules chimiques avec les réactifs à gauche d'une flèche et les produits à droite :
réactif1 + réactif2 → produit1 + produit2
Exemple : écriture de l'équation de la réaction entre le méthane et l'eau pour former du monoxyde de carbone et du dihydrogène :
CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3 H2(g)
Les nombres qui précèdent les formules chimiques sont appelés coefficients stœchiométriques. Ils indiquent dans quelles proportions les réactifs sont consommés et les produits formés.
À noter
Lorsque le coefficient est égal à 1, il n'est pas indiqué devant la formule de l'espèce chimique.
Exemple :
N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)
Une molécule de diazote réagit avec trois molécules de dihydrogène pour former deux molécules d'ammoniac.
Les lettres entre parenthèses et en indice à la suite des formules indiquent dans quel état se trouvent les espèces chimiques au cours de la réaction : (s) pour solide, (ℓ) pour liquide et (g) pour gaz.
IIConservation de la masse au cours d'une transformation chimique
Au cours d'une transformation chimique, les mêmes atomes figurent en même nombre dans les réactifs et dans les produits : il y a conservation des atomes.
Au cours d'une transformation chimique, le nombre et la nature des atomes ne changent pas, donc la masse des produits formés est égale à la masse des réactifs mis en jeu : la masse se conserve.
Méthode
Vérifier si une équation de réaction est correcte
Anita doit faire un exposé sur les hauts-fourneaux. Sur Internet, elle trouve qu'un haut-fourneau est un four destiné à la fabrication de la fonte à partir du minerai de fer. Une réaction se produisant dans un haut-fourneau met en jeu les réactifs (la magnétite Fe3O4 et le monoxyde de carbone CO) ainsi que les produits (le fer et le dioxyde de carbone). Elle en déduit que l'équation de la réaction est :
Fe3O4 + 2 CO → 3 Fe + 2 CO2
Déterminer si l'équation écrite par Anita est correcte.
Conseils
Souviens-toi que le nombre indiqué devant une formule chimique correspond au nombre de molécules consommées ou formées lors de la transformation chimique.
Vérifie qu'il y a conservation de la matière : tous les atomes présents avant la transformation doivent l'être également après la transformation.
Solution
D'après l'équation écrite par Anita, une seule molécule de magnétite Fe3O4 a réagi. Comme une molécule de magnétite est constituée de trois atomes de fer et de quatre atomes d'oxygène, nous avons : 3 Fe + 4 O.
Deux molécules de monoxyde de carbone CO ont réagi. Comme une molécule de monoxyde de carbone est constituée d'un atome d'oxygène et d'un atome de carbone, nous avons (2 × 1) C + (2 × 1) O = 2 C + 2 O.
Deux molécules de dioxyde de carbone CO2 ont été formées. Comme une molécule de dioxyde de carbone est constituée d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène, nous avons : (2 × 1) C + (2 × 2) O = 2 C + 4 O.
Trois atomes de fer sont présents à l'état final, nous avons : 3 Fe.
Le bilan de conservation de la matière pour l'équation d'Anita est :
On remarque qu'il n'y a pas le même nombre d'atomes d'oxygène avant et après la transformation : Anita s'est trompée en écrivant l'équation de la réaction.
Remarque : elle aurait dû écrire : Fe3O4 + 4 CO → 3 Fe + 4 CO2