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Une équation chimique est la façon dont une réaction chimique est représentée sous forme écrite. En d’autres termes, il consiste en la représentation, au moyen de symboles écrits, des substances chimiques qui existent avant et après un processus de changement chimique.
Dans une équation chimique, les atomes sont représentés par leurs symboles chimiques, tandis que d’autres espèces chimiques telles que les substances homonucléaires (O 2 , O 3 , P 4 , etc.), les composés chimiques ioniques (chlorure de sodium, bromure de potassium, etc.) ou covalentes (eau, méthane, benzène, etc.), ainsi que les ions individuels, sont représentés par leurs formules moléculaires ou empiriques respectives, selon le cas.
Dans l’ équation chimique, les différentes lois qui régissent la stoechiométrie peuvent être observées en action, telles que la loi des proportions définies et la loi de conservation de la matière. La loi des proportions définies est présente sous la forme des formules moléculaires et empiriques de différentes substances chimiques.
D’autre part, les coefficients stoechiométriques qui servent à ajuster ou à équilibrer les équations chimiques cherchent à ce que tous les atomes qui étaient avant la réaction chimique continuent d’être présents à la fin de ladite réaction. C’est-à-dire que le processus d’ajustement du coefficient stoechiométrique garantit que la représentation de la réaction ne viole pas la loi de conservation de la matière en empêchant les atomes de disparaître ou d’apparaître au cours de la réaction chimique.
Parties d’une équation chimique
Les équations chimiques sont écrites d’une manière analogue aux équations mathématiques. Ceci en ce sens qu’ils sont constitués de deux membres, l’un qui est écrit sur le côté gauche et l’autre sur le côté droit, qui sont séparés par un symbole qui les relie l’un à l’autre. La figure suivante montre les différentes parties d’une équation chimique qui représente une réaction chimique générique, chacune étant décrite ci-dessous.
réactifs
Dans une équation chimique, toutes les substances qui sont écrites à gauche de la flèche de réaction (ou, plus précisément, du côté opposé à celui où pointe la flèche) correspondent aux substances présentes avant que la réaction ne se produise. Ces substances sont appelées réactifs ou réactifs, car ce sont effectivement les substances qui vont réagir les unes avec les autres pour devenir les produits.
produits
Contrairement aux réactifs, toutes les substances écrites sur le côté droit de la flèche de réaction (ou, plus formellement, sur le côté vers lequel pointe la flèche) sont appelées produits. En effet, ce sont les substances qui apparaissent après que la réaction chimique s’est déjà produite.
La flèche de réaction
La flèche de réaction est le symbole qui représente la relation entre les réactifs et les produits. En fait, la direction dans laquelle il pointe définit quelles substances correspondent à des réactifs et quelles substances correspondent à des produits. Dans la plupart des cas, la flèche de réaction consiste en une seule flèche pointant de gauche à droite, comme celle illustrée dans la figure ci-dessus. Cependant, ces flèches peuvent être dessinées pointant dans n’importe quelle direction, de sorte que les équations chimiques ne doivent pas nécessairement être représentées sur une ligne.
En plus de ce qui précède, il existe également différents types de flèches qui représentent différents types de changements chimiques.
- Dans certains cas, au lieu d’une flèche, il y en a deux pointant dans des directions opposées (⇌, ⇋, ⇄ ou ⇆). Ce symbole indique que la réaction est réversible ou qu’elle peut se produire dans les deux sens. Parfois l’une des deux flèches (celle pointant vers la droite ou vers la gauche) est plus longue que l’autre, indiquant que l’équilibre est plus décalé d’un côté que de l’autre.
L’équation chimique suivante représente une réaction acide/base réversible :
- Dans d’autres cas, une seule flèche à deux têtes (⟷) est dessinée. Ce type de flèche de réaction indique une classe de processus appelée résonance et est souvent utilisée en chimie organique.
Dans de nombreux cas, les conditions particulières dans lesquelles une réaction chimique se produit sont représentées dans l’équation chimique au-dessus ou au-dessous de la flèche de réaction. Des données telles que la température, la pression, la présence d’un catalyseur ou d’un solvant sont souvent représentées sur la flèche de réaction, comme le montre l’équation suivante :
coefficients stoechiométriques
Les coefficients stoechiométriques indiquent le nombre d’atomes ou de molécules de réactifs impliqués dans une réaction chimique, ainsi que le nombre correspondant d’atomes ou de molécules qui se forment à partir des produits. Lorsque le coefficient stoechiométrique est absent, on comprend qu’il vaut 1, de même qu’en mathématiques toute variable d’une équation qui n’a pas de coefficient s’entend multipliée par 1.
Les relations entre les coefficients stoechiométriques dans une équation chimique représentent les relations molaires entre toutes les espèces chimiques impliquées dans la réaction. La même réaction chimique peut être représentée par différentes équations chimiques qui diffèrent dans l’ensemble particulier de coefficients stoechiométriques. Cependant, dans tous les cas, la relation entre tous les coefficients sera toujours la même pour toutes les équations chimiques qui représentent la même réaction.
Parce que parler d’un demi-atome ou d’un tiers de molécule n’a pas de sens, les coefficients stoechiométriques sont souvent choisis comme des nombres entiers. Cependant, pour diverses raisons, on préfère parfois utiliser des coefficients fractionnaires.
états d’agrégation
Il est courant que les équations chimiques incluent également des informations sur l’état d’agrégation, la concentration ou d’autres données d’intérêt sur chaque espèce chimique entre parenthèses et en indice à côté de leur formule moléculaire ou empirique respective.
Les exemples les plus courants sont :
- (s) indique que la substance est à l’état solide.
- (l) indique que la substance est à l’état liquide.
- (g) indique que la substance est à l’état gazeux.
- (ac.) est l’abréviation de aqueuse et indique que la substance est dissoute dans l’eau.
- (alc.) indique que la substance est dissoute dans l’alcool.
Interprétation des équations chimiques
Une équation chimique générique comme celle présentée au début de cet article est interprétée comme « a atomes/molécules/ions/moles de A réagissent avec b atomes/molécules/ions/moles de B pour produire c atomes/molécules/ions/moles de C et d atomes/molécules/ions/moles de D ».
Quelques exemples spécifiques d’équations chimiques sont présentés dans la section suivante, ainsi que leur interprétation.
Exemples d’équations chimiques
Équation d’une réaction de combustion
Cette équation se lit comme suit : « 2 molécules de gaz butane (C4H10 ) réagissent avec 13 molécules d’oxygène gazeux pour produire 8 molécules de dioxyde de carbone et 10 molécules d’ eau . «
Équation d’une réaction de précipitation
Cette équation représente une réaction de précipitation que vous pourriez lire : « 2 moles d’ions argent aqueux réagissent avec 1 mole d’ions sulfure aqueux pour former 1 mole de sulfure d’argent solide. »
Équation d’une réaction de combinaison
Il s’agit de la réaction d’oxydation du titane métallique pour former de l’oxyde de titane. Cette équation se lit comme suit : « 1 atome de titane solide se combine avec une molécule d’oxygène gazeux pour former une molécule d’oxyde de titane ou de dioxyde de titane. »
Les références
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS et Herranz, ZR (2020). Chimie (10e éd .). New York, NY : MCGRAW-HILL.
Écrire et équilibrer des équations chimiques. (2020, 30 octobre). Extrait de https://espanol.libretexts.org/@go/page/1818
MASTER CHIMIE ORGANIQUE (12 février 2020). Les 8 types de flèches en chimie organique, expliquées . Extrait de https://www.masterorganicchemistry.com/2011/02/09/the-8-types-of-arrows-in-organic-chemistry-explained/
Raviolo, Andres, & Lerzo, Gabriela. (2016). Enseigner la stœchiométrie : utiliser des analogies et une compréhension conceptuelle . Éducation chimique, 27(3), 195-204. Extrait de https://doi.org/10.1016/j.eq.2016.04.003
