Lois Fondamentales des Réactions Chimiques et Équilibrage

Lois Fondamentales des Réactions Chimiques

La Loi de Conservation de la Masse

Dans une réaction chimique, la masse est conservée. Cela signifie que la masse totale des produits obtenus est égale à la masse totale des réactifs qui ont réagi.

En savoir plus sur la Loi de Conservation de la Masse

La Loi des Proportions Constantes

Les réactifs impliqués dans une réaction chimique réagissent toujours dans des proportions fixes.

Exemple : Si l'hydrogène et l'oxygène réagissent pour former de l'eau, ils réagissent toujours 1 g d'hydrogène pour 8 g d'oxygène. Ce seront toujours les proportions nécessaires pour former de l'eau. Les proportions sont les suivantes :

Et ainsi de suite. S'il y a un excès de l'un d'eux, il restera sans réagir. Par exemple, si nous mettons 4 g d'hydrogène et 24 g d'oxygène, seuls 3 g d'hydrogène réagiront avec 24 g d'oxygène, et environ 1 g d'hydrogène ne réagira pas.

Un Modèle pour Expliquer les Lois : Les Atomes

La Théorie Atomique de Dalton (1808)

En 1808, John Dalton a proposé une explication des raisons pour lesquelles les réactions chimiques suivent la loi de conservation de la masse et la loi des proportions constantes. Sa théorie est basée sur les idées suivantes :

• La matière est faite d'atomes.
• Tous les atomes d'un élément sont identiques, mais différents de ceux des autres éléments.
• Dans une réaction chimique, les atomes sont réarrangés pour former des substances différentes. Cependant, les atomes eux-mêmes restent inchangés (ni créés ni détruits), d'où la masse ne change pas pendant la réaction.

Découvrez la Théorie Atomique de Dalton

Du point de vue atomique, dans une réaction chimique, les atomes des substances réactives sont réarrangés, donnant lieu à de nouvelles substances appelées produits. En ne changeant pas le nombre et la nature des atomes, la masse ne change pas au cours de la réaction.

Équilibrage des Réactions Chimiques

Principes de l'Équilibrage

Pour équilibrer des équations chimiques, il faut garder à l'esprit que, lors de la réaction, aucun atome n'est « gagné » ou « perdu ». Il doit y avoir le même nombre d'atomes de chaque type dans les réactifs et les produits. C'est le principe de conservation de la masse. Cependant, nous ne pouvons pas changer à volonté les formules des substances pour égaliser le nombre d'atomes.

Exemple : Lorsque le fer s'oxyde, il produit un composé différent appelé oxyde de fer (II). Si l'on écrit symboliquement la réaction, on a :

Fe + O₂ → FeO

Telle qu'écrite, cette réaction indique qu'un atome de fer réagit avec 2 atomes d'oxygène pour former une molécule de FeO (composée d'un atome de fer et d'un atome d'oxygène). Ce n'est pas possible, il doit y avoir le même nombre d'atomes des deux côtés.

Par conséquent, nous devons utiliser des nombres appelés coefficients stœchiométriques, placés devant chaque formule ou symbole, indiquant le nombre d'atomes ou de molécules de chaque espèce qui doit réagir afin de maintenir la masse et le nombre d'atomes.

Autrement dit, il faut 2 atomes de fer pour réagir avec une molécule de dioxygène (O₂) afin de former 2 molécules de FeO. Ce processus est appelé l'équilibrage d'une équation chimique et il est nécessaire de placer des nombres entiers (coefficients stœchiométriques) devant les symboles et les formules des substances impliquées dans la réaction, de manière à satisfaire la loi de conservation de la masse au niveau atomique.