Name: reading chemical equations and balancing them
Uploaded: 2020-09-03T13:38:26.000Z
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NC K-12 Science Standard Course of Study

9-12

Chemistry

Matter and its Interactions

PS.Chm.4.2

Chemical Equations

Les réactions chimiques impliquent des transformations chimiques d'une ou plusieurs substances en différents matériaux. Une réaction est classiquement représentée à l'aide d'une équation chimique, qui utilise des formules chimiques pour représenter des atomes, des molécules ou des composés impliqués. Les substances présentes au début d'une réaction et consommées au cours du processus sont appelées réactifs.Les réactifs sont spécifiés sur le côté gauche de l'équation. Les substances formées au cours de la réaction sont appelées produits et sont indiquées sur le côté droit de l'équation. Une flèche séparant les réactifs et les produits indique le sens de la réaction.Les différents états de la matière sont représentés à l'aide d'abréviations entre parenthèses. Une réaction chimique observe la loi de conservation de la masse, où les masses totales de tous les éléments sont conservés. Par conséquent, le nombre cumulatif d'atomes de chaque élément correspondra à la fois aux réactifs et aux produits.Les équations chimiques sont équilibrées en utilisant des coefficients numériques pour refléter le nombre réel d'atomes impliqués dans la réaction. Il est important de ne changer que les coefficients numériques et non numériques souscrit qui définissent l'identité d'un composé tout en équilibrant toute équation chimique. Les lignes directrices générales aident à illustrer et à ajuster efficacement une équation chimique.Par exemple, la combustion de l'acide benzoïque liquide, formant du dioxyde de carbone gazeux et de l'eau est représentée initialement en utilisant une équation chimique squelettique. Les atomes sont équilibrés ensuite en ajustant d'abord ceux à l'intérieur des composés suivis par les atomes d'éléments libres. L'inclusion des coefficients sept et trois avant les formules pour le dioxyde de carbone et l'eau équilibre les atomes de carbone et d'hydrogène.Un coefficient fractionnaire de quinze par deux ajuste les atomes d'oxygène. Les coefficients fractionnaires sont convertis en nombres entiers en multipliant l'équation complète par le dénominateur. Le nombre collectif d'atomes de chaque élément est égal des deux côtés dans une équation équilibrée.Dans les équations chimiques représentant des réactions impliquant des composés ioniques, les cations sont d'abord équilibrés, suivis des anions. Les ions polyatomiques sont toujours équilibrés en tant qu'unité. Par exemple, le sulfate d'aluminium aqueux réagit avec l'hydroxyde de calcium aqueux formant de l'hydroxyde d'aluminium solide et du sulfate de calcium solide.En utilisant une équation squelettique, les cations de l'aluminium et du calcium sont équilibrés, suivis des anions des ions hydroxyde polyatomique et des ions sulfate. Enfin, les coefficients sont ajustés pour obtenir une équation globale équilibrée.

Équations chimiques

Les équations chimiques représentent les identités et les quantités relatives des substances impliquées dans une réaction chimique. Les substances en cours de réaction sont appelées réactifs, et leurs formules sont placées sur le côté gauche de l'équation. Les substances générées par la réaction sont appelées produits, et leurs formules sont placées sur le côté droit de l'équation. Les signes plus (+) séparent les différentes formules de réactifs et de produits, et une flèche (→) sépare les côtés des réactifs et des produits (gauche et droite) de l'équation. Les nombres relatifs d'espèces de réactifs et de produits sont représentés par des coefficients numériques, placés immédiatement à gauche de chaque formule. Un coefficient de 1 n'est généralement pas indiqué. Les plus petits coefficients possibles avec un nombre entier sont couramment utilisés dans une équation chimique, et ils sont interprétés comme des rapports. Par exemple, le méthane et l'oxygène réagissent pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau dans un rapport de 1:2:1:2.  
 
 <img alt="Eq1" src="https://www.jovecore.com/CDNSource/lessons/1019/1019_Equations-01.png" style="height: 40px;" />
 
 Le rapport indique que les coefficients les plus faibles possibles du méthane, de l'oxygène, du dioxyde de carbone et de l'eau sont respectivement de 1, 2, 1 et 2. Les coefficients peuvent être interprétés en fonction de toute unité de quantité (nombre), et cette équation peut donc être lue correctement de plusieurs façons, notamment : 
 
 i. Une molécule de méthane et deux molécules d'oxygène réagissent pour produire une molécule de dioxyde de carbone et deux molécules d'eau. 
 
 ii. Une mole de molécules de méthane et 2 moles de molécules d'oxygène réagissent pour produire 1 mole de molécules de dioxyde de carbone et 2 moles de molécules d'eau.  
 
 Les états physiques des réactifs et des produits dans les équations chimiques sont très souvent indiqués par une abréviation entre parenthèses qui suit les formules. Les abréviations standard sont les suivantes : ‘ s ’ pour les solides, ‘ l ’ pour les liquides, ‘ g ’ pour les gaz et ‘ aq ’ pour les substances dissoutes dans l'eau. 
 
 <h4>Equilibrer des équations </h4>
 
 Dans une équation équilibrée, les nombres d'atomes pour chaque élément impliqué dans la réaction sont les mêmes du côté des réactifs et du côté des produits, ce qui répond à la loi de conservation de la matière. Une équation équilibrée peut être validée en ajoutant les nombres d'atomes de chaque côté de la flèche et en comparant ces sommes pour s'assurer qu'elles sont égales. Notez que le nombre d’atomes pour un élément donné est calculé en multipliant les coefficients de toutes les formules contenant cet élément par l’indice de l’élément dans la formule. Si un élément apparaît dans plus d'une formule d'un côté donné de l'équation, le nombre d'atomes représentés pour chacune d'entre elles doit être calculé, puis ils sont additionnés ensemble. 
 
 Pour équilibrer l'équation, les coefficients de l'équation peuvent être modifiés selon les besoins. Il est parfois pratique d'utiliser des fractions au lieu d'entiers comme coefficients intermédiaires dans le processus d'équilibrage d'une équation chimique. Lorsque l'équation est équilibrée, tous les coefficients de l’équation peuvent alors être multipliés par un nombre entier afin de convertir les coefficients fractionnaires en entiers sans modifier le nombre équilibré d'atomes.  
 
 Par exemple, la réaction de l'éthane (C2H6) avec l'oxygène produit de l'eau et du dioxyde de carbone, qui peuvent être représentés par l'équation déséquilibrée suivante : 
 
 <img alt="Eq2" src="https://www.jovecore.com/CDNSource/lessons/1019/1019_Equations-02.png" style="height: 40px;" />
 
 L'équation déséquilibrée contient :  
 
 <table style="margin-left: auto; margin-right: auto;">
 <tbody style="border: 1px solid black;">
 <tr>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">Atomes </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">Réactif </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">Produit </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">Équilibré ? </td>
 </tr>
 <tr>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">C </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">2 </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">1 </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">Non </td>
 </tr>
 <tr>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">H </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">6 </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">2 </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">Non </td>
 </tr>
 <tr>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">O </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">2 </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">3 </td>
 <td style="color: black; border: 1px solid black; text-align: center;">Non </td>
 </tr>
 </tbody>
 </table>
 
 Pour équilibrer le nombre d'atomes de carbone et d'atomes d'hydrogène, il faut multiplier CO2 par le coefficient 2 et multiplier H2O par le coefficient 3, respectivement. Cela fait passer le nombre total d'atomes d'oxygène sur le produit à 7. Pour équilibrer le nombre d'atomes d'oxygène, il faut multiplier l'oxygène par le coefficient fractionnel 7/2. Cet équilibrage initial des atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène en modifiant les coefficients des réactifs et des produits donne l'équation équilibrée provisoirement :  
 
 <img alt="Eq3" src="https://www.jovecore.com/CDNSource/lessons/1019/1019_Equations-03.png" style="height: 40px;" />
 
 Une équation équilibrée conventionnelle avec des coefficients entiers uniquement est déduite en multipliant chaque coefficient par 2, pour générer l'équation : 
 
 <img alt="Eq4" src="https://www.jovecore.com/CDNSource/lessons/1019/1019_Equations-04.png" style="height: 40px;" />
 
 Ce texte est adapté de <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/4-1-writing-and-balancing-chemical-equations">Openstax, Chemistry 2e, Section 4.1 : Écrire et équilibrer des équations chimiques</a>.

Les équations chimiques représentent l’identité et les quantités relatives des substances impliquées dans une réaction chimique. Les substances qui subissent une réaction sont ...

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Molecules, Compounds, and Chemical Equations

Molécules, composés et équations chimiques

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

reading chemical equations and balancing them

Chemical equations show the identities and relative amounts of substances in a chemical reaction. The substances that react are called reactants, and their formulas are written on the left side of the equation. The substances formed are called products, and their formulas are written on the right side. A plus sign (+) separates formulas on the same side, and an arrow (→) shows the change from reactants to products.

The numbers in a chemical equation are shown with coefficients. A coefficient is the number written in front of a formula. A coefficient of 1 is usually not written. The smallest whole-number coefficients are commonly used, and they work as ratios. For example, methane and oxygen react to form carbon dioxide and water in a 1:2:1:2 ratio.

That ratio can be read in more than one way. It can mean 1 methane molecule and 2 oxygen molecules make 1 carbon dioxide molecule and 2 water molecules. It can also mean 1 mole of methane molecules and 2 moles of oxygen molecules make 1 mole of carbon dioxide molecules and 2 moles of water molecules. Chemical equations may also include physical states after the formulas. Common state labels are s for solid, l for liquid, g for gas, and aq for substances dissolved in water.

A balanced chemical equation has the same number of atoms for each element on both sides. This follows the law of conservation of matter. To check balance, count the atoms on the reactant side and the product side and compare the totals. To find the number of atoms in a formula, multiply the coefficient by the subscript. If an element appears in more than one formula on one side, add all of those atoms together.

Balancing a chemical equation means changing coefficients, not the formulas themselves. Fractions can be used as temporary coefficients during balancing. For the reaction of ethane with oxygen, carbon and hydrogen are balanced first by placing 2 in front of carbon dioxide and 3 in front of water. That leaves 7 oxygen atoms on the product side, so oxygen gets a fractional coefficient of 7/2. The final equation is then multiplied by 2 to turn all coefficients into whole numbers without changing the balance.

Reading Chemical Equations and Balancing Them

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molecules and compounds

Atomic Elements, Molecules, and Bonds

Matter is made of elements, and elements are built from atoms. An atom is the smallest unit of an element that still keeps that element’s properties. A silver coin, for example, is made of silver atoms. Each atom keeps the unique properties of silver. Elements are pure substances made of identical atoms. They cannot be broken down into simpler substances by chemical changes. Most elements are atomic elements, which use single atoms as their basic unit. Carbon and sodium are examples of atomic...

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Molecular Model Types in Chemistry

Molecular models help chemists and students visualize the structures and shapes of atoms and molecules. They represent the molecular architecture of chemical compounds in a way that is easier to study than formulas alone. Skeletal models are simple two-dimensional drawings of compounds. They show the molecular framework, or the bonds, without drawing every atom. In this model, many carbon and hydrogen atoms are not shown directly. Their positions are implied by the ends and junctions of the...

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Organic Molecules in Everyday Chemistry

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Finding Empirical and Molecular Formulas

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chemical equations

Chemical equations show the identities and relative amounts of substances in a chemical reaction. The substances that react are called reactants, and their formulas are written on the left side of the equation. The substances formed are called products, and their formulas are written on the right side. A plus sign (+) separates formulas on the same side, and an arrow (→) shows the change from reactants to products. The numbers in a chemical equation are shown with coefficients. A coefficient...

key terms and concepts

Learn how to read chemical equations, identify reactants and products, use coefficients and state symbols, and balance equations with whole-number ratios.

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Balancing Chemical Equations and Reaction Outcomes

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Atomic Radii and Effective Nuclear Charge

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The amount of energy required to remove the most loosely bound electron from a gaseous atom in its ground state is called its first ionization energy ...

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This process can be either ...

Construct an explanation to infer the atomic size, reactivity, electronegativity, and ionization energy of an element based on its position in the Periodic Table.

PS.Chm.2.2

Types of Chemical Bonds

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Lewis Symbols and the Octet Rule

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Electronegativity values of ...

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Bond Polarity, Dipole Moment, and Percent Ionic Character

Bond Polarity

The absolute value of the difference in electronegativity (&Delta;EN) of two bonded atoms provides a rough measure of the polarity to be ...

Analyze and interpret data to explain the mechanisms and properties of the two main types of intramolecular (ionic and covalent) bonds.

PS.Chm.3.1

Analyze the structure of atoms and isotopes.

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