Modélisation
d'une transformation chimique par une réaction
Lorsqu'un
système chimique est le siège d'une transformation chimqiue son
évolution peut être modélisée par une réaction chimique. Cette dernière
identifie parmi les espèces chimiques:
- Les réactifs, ce
sont les espèces chimiques consommées, leur quantité diminue au cours
de la transformation jusqu'à ce que soit atteint un état final où la
transformation cesse en raison de la disparition totale d'au moins l'un
des réactifs.
- Les produit, ce sont les espèces chimique
produites par la transformation, leur quantité augment jusqu'à la fin
de la transformation chimique.
La réaction peut s'écrire sous la forme suivante:
Réactif 1 + Réactif 2
→
Produit 1 + Produit 2
Remarques
- il est possible que les réactifs ou/et les produits soient
plus nombreux
- il
est possible de n'obtenir qu'un seul produit ou de ne consommer qu'un
seul réactif (dans ce dernier cas transformation chimique correspond à
une réaction dite de décomposition)
- la modélisation de la
transformation chimique est seulement qualitative mais ne fournit
aucune information sur les variations de quantité de matière ou leur
proportion.
Les
règles de conservation
Toute transformation obéit à des règles conservations.
- La conservation des éléments chimiques: les produits
comportent les même éléments (et en même nombre) que les réactifs
- La
conservation de la masse: c'est une conséquence directe de la
conservation des éléments chimiques: la masse totales des réactifs
consommée a même valeur que la masse totale des produits formés.
- La conservationd de la charge électrique: la charge
électrique globale des réactifs est la même que celle des produits.
L'équation
de réaction
Elle s'écrit à partir des formules des réactifs et des produits ainsi
que des coefficients stoechiométriques.
Ces derniers:
- Traduisent la conservation des éléments chimiques
- Reflètent les proportions en lesquelles chaque espèce
intervient
L'ajustement
des coefficients stoechiométriques permet d'équilibrer l'équation, cet
équilibrage doit se faire éléments par éléments jusqu'à ce que
l'équilibre soit complet.
Exemple:
écriture de l'équation de réaction équilibrée de
la combsution du dihydrogène
La combustion du dihydrogène (H
2) dans le
dioxygène (O
2) donne de l'eau (H
2O)
L'équation de réaction non équilibrée s'écrit donc:
H
2 + O
2
→
H
2O
Pour
équilibre l'élément oxygène prèsent dans le dioxygène des réactifs (2
oxygène) et dans l'eau des produits (un seul) il faut ajouter un
coefficient 2 devant la formule de l'eau pour indiquer qu'il ne se
forme pas une mais deux molécules d'eau soit:
H
2 + O
2
→
2 H
2O
D'après cette équation temporaire il y a 2 deux éléments hydrogène dans
les réactifs ( dans H
2)
mais il y en a quatre dans le produit (il y a deux molécules d'eau qui
comportent un total de 2 x 2 = 4 hydrogène) par conséquent il faut
ajouter un coefficient "2" devant la formule du dihydrogène afin de
multiplier par 2 le nombre de molécules de dihydrogène et atteindre un
total de quatre hydrogène dan les réactifs.
L'équation de réaction équilbrée est alors:
2 H
2
+ O
2 →
2 H
2O