Réaction chimique
Niveau1
Bilan de réaction
Les réactions chimiques ont lieu lorsque des molécules interagissent entre elles pour former d'autres molécules. Pour modéliser ce phénomène, on utilise une écriture simplifiée.
Dans un premier temps, on repère :
- Les réactifs : ce sont les molécules qui réagissent entre elles.
- Les produits : ce sont les molécules qui sont formées lors de la réaction.
Les réactifs se transforment donc en produits. Les réactifs changent donc de forme et de structure pour former de nouvelles molécules, les produits.
Ensuite, on dresse un bilan en toutes lettres de la forme :
Le Réactif 1 réagit avec le Réactif 2 pour former le Produit 1 et le Produit 2
Pour finir, on peut alors écrire le bilan de la réaction de la forme :
Réactif 1 + Réactif 2 $\longrightarrow$ Produit 1 + Produit 2
Par exemple : La combustion du méthane dans le dioxygène produit de l'eau et du dioxyde de carbone.
Les réactifs sont : Le méthane et le Dioxygène.
Les produits sont : L'eau et le dioxyde de carbone.
Le bilan en toutes lettres est donc :
Le méthane réagit avec le dioxygène pour former du dioxyde de carbone et de l'eau .
Le bilan est :
Méthane + Dioxygène $\longrightarrow$ Dioxyde de carbone + Eau
Niveau2
Equation de réaction
En se basant sur le bilan de réaction, il est alors possible d'écrire l'équation de réaction.
On reprend le bilan de la réaction et on remplace le nom des espèces chimiques par leur formule chimique (voir : Molécules).
Ainsi, le bilan :
Méthane + Dioxygène $\longrightarrow$ Dioxyde de carbone + Eau
Devient l'équation de réaction
$CH_4$ $+$ $O_2$ $\longrightarrow$ $CO_2$ $+$ $H_2O$
Niveau3
Equilibre des équations
Analysons l'équation de réaction plus précisément. Pour cela, représentons les modèles moléculaires (Molécules2) des molécules impliquées dans la réaction.
$CH_4$ $+$ $O_2$ $\longrightarrow$ $CO_2$ $+$ $H_2O$
Représentation moléculaire de la réaction:
Décomposons chaque molécule et comptons les atomes présents dans chaque molécule :
Nous savons que les réactifs se transforment pour devenir les produits. Donc les atomes qui composent les réactifs doivent se retrouver (en quantité et en nature) dans les produits. Or ici, on remarque que dans notre écriture :
- ✓ On retrouve la même nature d'atomes dans les réactifs et les produits (C, H et O).
- ✓ Il y a autant d'atomes de carbone dans les réactifs (1) et les produits (1).
- ✗ Il y a plus d'atomes d'hydrogène disponible dans les réactifs (4) que de présents dans les produits (2).
- ✗ Il y a plus d'atomes d'oxygène présents dans les produits (3) que de disponible dans les réactifs (2).
L'écriture est donc encore imprécise. Il nous faut donc ajuster l'équation afin de faire en sorte que la quantité d'atomes soit toujours la même tout au long de la réaction.
Pour cela, on utilise la méthode d'ajustement d'équation en ajoutant des coefficients stoechiométriques.