Réactions chimiques en solutions aqueuses

Les substances chimiques interagissent de plusieurs façons. Certaines réactions chimiques présentent des schémas de réactivité communs. En raison du grand nombre de réactions chimiques, il devient nécessaire de les classer en fonction des schémas d’interaction observés.

L’eau est un bon solvant qui peut dissoudre de nombreuses substances. Pour cette raison, de nombreuses réactions chimiques ont lieu dans l’eau. De telles réactions sont appelées des réactions aqueuses. Les trois types les plus courants de réactions aqueuses sont les réactions de précipitation, les réactions acido-basiques et les réactions d’oxydoréduction.

Réactions en solutions aqueuses  

Une réaction de précipitation implique l’échange d’ions entre des composés ioniques en solution aqueuse pour former un sel insoluble ou un précipité. Dans une réaction acido-basique, un acide réagit avec une base et ces deux derniers se neutralisent, produisant un sel et de l’eau. Une réaction d’oxydoréduction implique le transfert d’électrons entre les espèces qui réagissent. On dit que le réactif qui perd des électrons est oxydé et que le réactif qui gagne des électrons est réduit.

Équations pour les réactions aqueuses  

Lorsque des ions sont impliqués, il existe différentes façons de représenter les réactions qui se produisent dans des milieux aqueux, chacune avec un degré de précision différent. Pour comprendre cela, prenons un exemple de réaction de précipitation. La réaction se produit entre des solutions aqueuses de composés ioniques, comme BaCl₂ et AgNO₃. Les produits de la réaction sont le Ba(NO₃)₂ aqueux et le AgCl solide. 

Cette équation équilibrée est appelée équation bilan. Les équations bilans fournissent des informations stœchiométriques pour effectuer des calculs quantitatifs et permettent également d’identifier les réactifs utilisés et les produits formés. Cependant, les équations bilans ne fournissent pas les détails du processus de réaction en solution, c’est-à-dire qu’elles n’indiquent pas les différentes espèces ioniques présentes en solution.  

Les composés ioniques tels que BaCl₂, AgNO₃ et Ba(NO₃)₂ sont hydrosolubles. Ils se dissolvent en se dissociant selon leurs constituants ioniques, et leurs ions sont dispersés de manière homogène en solution.  

AgCl étant un sel insoluble, il ne se dissocie pas en ions et reste en solution sous forme solide. Compte tenu des facteurs ci-dessus, une représentation plus réaliste de la réaction serait :  

Il s’agit de l’équation ionique complète dans laquelle tous les ions dissous sont représentés explicitement.  

Cette équation ionique complète indique deux espèces chimiques qui sont présentes sous une forme identique des deux côtés, Ba²⁺  (aq) et NO₃⁻  (aq). Ces ions sont appelés ions spectateurs. La présence de ces ions est nécessaire pour maintenir la neutralité de la charge. Comme ils ne sont ni chimiquement ni physiquement modifiés par le processus, ils peuvent être éliminés de l’équation.  

Cette équation peut être davantage simplifiée pour donner :  

Il s’agit de l’équation ionique nette. Elle indique que le chlorure d’argent solide peut être produit à partir d’ions chlorure et d’ions argent dissous, quelle que soit la provenance de ces ions.  

Ce texte est adapté de OpenStax Chemistry 2e, Section 4.1 : Écrire et équilibrer des équations chimiques.