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Réactions chimiques et équilibrage des équations

Dans une réaction chimique, les atomes ne sont ni créés ni détruits : ils changent seulement de partenaires. Une équation chimique doit donc avoir le même nombre de chaque sorte d'atome des deux côtés. On l'équilibre en changeant les nombres devant les formules, jamais les formules elles-mêmes.

🎬 L'histoire pas à pas

  1. Voici les substances de départ, les réactifs : une molécule d'hydrogène (deux atomes H blancs) et une molécule d'oxygène (deux atomes O rouges).
  2. Elles réagissent pour former de l'eau, H₂O. On écrit H₂ + O₂ → H₂O et on compte : 2 atomes d'oxygène à gauche mais seulement 1 à droite. Ce n'est pas équilibré.
  3. On ne peut pas changer H₂O en H₂O₂. On fabrique donc deux molécules d'eau : 2H₂O. Maintenant l'oxygène est 2 = 2, mais l'hydrogène est 2 à gauche et 4 à droite.
  4. Mettons aussi un 2 devant l'hydrogène : 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Hydrogène 4 = 4, oxygène 2 = 2. L'équation est équilibrée.
  5. Regarde la masse : 4 u + 32 u à gauche, 36 u à droite. Mêmes atomes, même masse. C'est la loi de conservation de la masse.
  6. À toi de jouer. Choisis une équation, appuie sur + et − pour changer les nombres devant, et regarde le compte des atomes jusqu'à ce qu'il indique Équilibrée.

Astuce : fais glisser la scène 3D pour la tourner. Utilise deux doigts pour zoomer.

🤔 Les doutes courants, éclaircis

Pourquoi ne puis-je pas simplement changer H₂O en H₂O₂ pour équilibrer l'oxygène ?

H₂O₂ est le peroxyde d'hydrogène (l'eau oxygénée), une substance complètement différente. Dans l'étape 3D, tu vois qu'on ajoute plutôt une deuxième molécule d'eau entière.

Une équation équilibrée veut-elle dire que le nombre de molécules est le même des deux côtés ?

Non. 2H₂ + O₂ → 2H₂O a 3 molécules à gauche et 2 à droite. Seuls les atomes doivent correspondre.

Où passe la masse quand une bougie brûle ?

Dans des gaz comme le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau. Compte les atomes : aucun n'est perdu, donc la masse reste la même.

Quel élément dois-je équilibrer en premier ?

Commence par celui qui apparaît dans le moins de formules, et garde H et O pour la fin. Essaie CH₄ + O₂ en jeu libre.

Pourquoi écrire les états physiques ?

Ils disent comment la réaction se fait, par exemple le fer réagit avec la vapeur (g), pas avec l'eau liquide.

Qu'est-ce qu'une réaction chimique ? Comment savoir qu'elle a eu lieu ?

Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle se forment de nouvelles substances aux propriétés nouvelles. Les substances de départ sont les réactifs ; les nouvelles sont les produits.

Voici des signes qui montrent qu'une réaction a eu lieu :

Écrire une équation chimique

Une équation en mots utilise des noms : magnésium + oxygène → oxyde de magnésium. Une équation chimique utilise des formules : Mg + O₂ → MgO. Les réactifs sont à gauche, les produits à droite, et la flèche signifie « se transforme en ».

Une équation dont les formules sont correctes mais dont les nombres d'atomes sont différents s'appelle une équation squelette. Mg + O₂ → MgO est une équation squelette : il y a 2 O à gauche et 1 à droite.

Équilibrer une équation chimique pas à pas

La masse ne peut être ni créée ni détruite dans une réaction (loi de conservation de la masse). Chaque sorte d'atome doit donc être en même nombre des deux côtés.

La méthode par tâtonnement

  1. Écris l'équation squelette avec les bonnes formules.
  2. Fais un tableau des atomes de chaque côté.
  3. Commence par le composé qui a le plus d'atomes, et par l'élément qui apparaît dans le moins d'endroits.
  4. Place des coefficients (les nombres devant) pour égaliser cet élément. Ne change jamais les indices : H₂O et H₂O₂ sont des substances différentes.
  5. Avance élément par élément ; garde H et O pour la fin.
  6. Recompte tout. Utilise les plus petits nombres entiers.

Exemple traité à l'écran

Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂. Fe₃O₄ a le plus d'atomes, donc on commence par O : 4H₂O à gauche. Ensuite H : 8 à gauche, donc 4H₂ à droite. Ensuite Fe : 3Fe à gauche. Équilibrée : 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂.

Rendre l'équation plus informative : états physiques et conditions

On ajoute l'état physique après chaque formule : (s) solide, (l) liquide, (g) gaz, (aq) aqueux, c'est-à-dire dissous dans l'eau. Exemple : 3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g). Ici (g) pour l'eau indique qu'on utilise de la vapeur.

Les conditions comme la chaleur (Δ), la lumière, un catalyseur, la température ou la pression s'écrivent au-dessus ou au-dessous de la flèche, par exemple CO(g) + 2H₂(g) → CH₃OH(l) à 340 atm.

Conseil pour l'examen : les questions d'équilibrage tombent presque chaque année, en général pour 1 ou 2 points, et « écris l'équation équilibrée avec les états physiques » est fréquent dans les questions à 3 points.

Formules et définitions clés

Exemples résolus

1. Équilibre : H₂ + Cl₂ → HCl

À gauche : 2 H, 2 Cl. À droite : 1 H, 1 Cl. Mets 2 devant HCl : H₂ + Cl₂ → 2HCl. Maintenant il y a 2 H et 2 Cl de chaque côté.

2. Équilibre : Mg + O₂ → MgO

Oxygène : 2 à gauche, 1 à droite, donc on écrit 2MgO. Maintenant Mg vaut 2 à droite, donc on écrit 2Mg. Réponse : 2Mg + O₂ → 2MgO.

3. Équilibre : N₂ + H₂ → NH₃

N : 2 à gauche, donc 2NH₃. Cela donne 6 H à droite, donc 3H₂ à gauche. Réponse : N₂ + 3H₂ → 2NH₃.

4. Équilibre : CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

C : 1 = 1. H : 4 à gauche, donc 2H₂O. O à droite = 2 (dans CO₂) + 2 (dans 2H₂O) = 4, donc 2O₂. Réponse : CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

5. Équilibre : Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂ et ajoute les états physiques (on utilise de la vapeur).

O : 4 dans Fe₃O₄ → 4H₂O. H : 8 → 4H₂. Fe : 3 → 3Fe. Réponse : 3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g).

6. Équilibre : Al + O₂ → Al₂O₃

O : 2 à gauche, 3 à droite. Le PPCM de 2 et 3 est 6, donc 3O₂ et 2Al₂O₃. Maintenant Al vaut 4 à droite, donc 4Al. Réponse : 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃.

Erreurs fréquentes

Quiz d'entraînement

1. Dans une équation équilibrée, qu'est-ce qui doit être égal des deux côtés ?
2. Combien d'atomes d'oxygène y a-t-il dans 3CO₂ ?
3. La forme équilibrée de H₂ + O₂ → H₂O est :
4. Le symbole (aq) signifie que la substance est :
5. On équilibre les équations à cause de la loi de :

Entraînement : réponds toi-même

Écris ou choisis ta réponse, puis appuie sur Vérifier. Prends un indice si tu bloques ; la solution complète s'affiche après ta réponse.

Questions fréquentes

Qu'est-ce qu'une équation chimique équilibrée ?

Une équation où le nombre d'atomes de chaque élément est le même du côté des réactifs et du côté des produits.

Qu'est-ce qu'une équation squelette ?

Une équation avec les bonnes formules mais pas encore équilibrée, comme H₂ + O₂ → H₂O.

Équilibrer les équations est-il important pour l'examen de Class 10 (CBSE) ?

Oui. Le chapitre 1 de Science de Class 10 CBSE pose des questions d'équilibrage presque chaque année, souvent avec les états physiques.

Où c'est enseigné

Canada (Ontario)Grade 10C. Chemistry: Chemical Reactions
Canada (Ontario)Grade 10C. Chemistry: Chemical Reactions and their Practical Applications
NetherlandsVWO 3 (onderbouw)Chemical reactions and circularity
NetherlandsHAVO 4 (bovenbouw, 2e fase)Chemical processes and cycles (part 1)
NetherlandsVWO 4 (bovenbouw, 2e fase)Chemical processes (part 1)
RomaniaClasa a VIII-aChemical changes of substances
Spain2º ESOChange
Spain3º ESOChange
Spain4º ESOChange
Spain1º BachilleratoChemical reactions
Spain2º BachilleratoA universe of matter and energy
CBSE (India)Class 10Chemical Substances – Nature and Behaviour
England (GCSE, A level)Year 9Chemistry
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 8MS-PS1 Matter and its interactions
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Matter
Japan中学2年Field 1 (4): Chemical change, atoms and molecules
South Korea중학교 3학년Chemical reactions: laws and energy
FranceQuatrièmeMatter and its changes
FranceTroisièmeMatter and its changes
FranceSecondeMatter
FranceTerminaleChemistry
Russia8 классFirst chemical concepts
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China九年级(初三)U5 Quantitative relations in reactions

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