M4S2_RE

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Cours: Science 4e secondaire (ST / STE) - 2023-2024 - Douance
Livre: M4S2_RE
Imprimé par: Visiteur anonyme
Date: samedi 19 juillet 2025, 05:30

Description

Tu dois parcourir l'ensemble des chapitres de ce cahier de  ressources pour bien te préparer au test de validation de cette station.

1. Les coefficients, une question de rapport

1.1 Les coefficients


Les coefficients sont les nombres placés devant les molécules dans les réactions chimiques. Ils représentent en réalité un rapport. Par exemple, prenons la réaction suivante :

2H2 + O2H2O

Elle correspond à la combustion de l'hydrogène qui sert, entre autres, à propulser certaines navettes spatiales. Les chiffres en rouge sont des coefficients. Ils donnent des rapports. Par exemple, on sait ici qu'il faut toujours deux fois plus de dihydrogène que de dioxygène pour que la réaction chimique soit complète, c'est-à-dire qu'il ne reste plus de réactif. 

Par exemple, si on avait 3 moles de dioxygène, on devrait avoir le double de moles de dihydrogène, donc 6 moles, qui produiraient 6 moles d'eau. 

2H2 + O2 2H2O
212
6 moles3 moles6 moles
10 moles5 moles10 moles
1 mole0,5 mole1 mole
24 moles12 moles24 moles

Remarque bien que les nombres de moles sont indiqués sous les molécules concernées. Lors des étapes suivantes, ce sera important de toujours écrire les informations aux bons endroits pour te faciliter la tâche. Remarque aussi qu'on doit toujours travailler en moles lorsqu'on fait ces rapports. En effet, deux moles d'eau n'ont pas la même masse que deux moles de dihydrogène. 

1.2 Les premiers pas de la stœchiométrie 


Après avoir balancé l'équation d'une réaction chimique, on peut utiliser le rapport des coefficients pour déduire combien de moles de réactifs seront utilisées ou combien de moles de produits seront formées. On peut donc estimer les quantités de matière impliquées dans la réaction chimique. 

Exemple 1
Combien de moles de dioxygène seront nécessaires à la combustion de 3,3 moles de propane (C3H8)?
C3H8 + O→ CO2 + H2O


Ce problème se fait en deux étapes. D'abord, il faut balancer l'équation. 

C3H8 + 5 O→ 3 CO2 + 4 H2O

On place ensuite l'équation dans un tableau semblable à celui vu précédemment. Dans la première ligne, on inscrit les coefficients des molécules qui nous intéressent. Ici, les molécules de dioxyde de carbone et d'eau n'ont pas d'importance puisque nous n'avons aucune information sur elles et on ne nous en demande pas non plus. 
 
C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O
1 mole5 moles
3,3 moles?

Il ne reste plus qu'à faire un produit croisé pour trouver la réponse. 

\( \frac{3,3 moles \times 5 moles }{1 mole} =16,5 moles \)

16,5 moles de dioxygène réagiront dans la réaction. 


Exemple 2

Combien de moles de dioxyde de carbone seront produites par la la combustion de 2,4 moles d'éthanol ?

C2H5OH + O→ CO2 + H2O

Je balance d'abord mon équation :

C2H5OH + 3 O→ 2 CO2 + 3 H2O

Je place le tout dans mon tableau :

C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O
1 mole2 moles
2,4 moles?

\( \frac{2,4 moles \times 2 moles }{1 mole} =4,8 moles \)

La réaction produira 4,8 moles de dioxyde de carbone. 

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2. Trouver des moles et des grammes

2.1 Transformer des grammes en moles (rappel)

Tu as vu dans la station sur les moles (module 3, station 1) comment transformer des masses (grammes) en moles. Voici un rappel de la notion de mole, mais surtout de la façon de faire pour effectuer cette transformation qui est excessivement importante pour la suite des choses. 


Réponds aux questions ci-dessous à l'aide du tableau périodique des éléments. N'oublie pas l'unité lorsque tu inscris ta réponse. Arrondis-la au centième près. 


Les utilisateurs invités n’ont pas la permission d’interagir avec des questions intégrées.

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2.2 Concentration et volume (rappel)

Dans les cas où on a une solution aqueuse, il peut arriver qu'au lieu de donner un nombre de moles ou une masse, on donne une concentration ou un volume. Or, la stœchiométrie passe toujours par les moles. Pour trouver le nombre de moles, on peut utiliser la formule suivante, étudiée dans le module 3: 

Formule

n = c x V

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3. Dans le vif de la stœchiométrie

3.1 Exemples de stœchiométrie 

Il est important de se rappeler que la stœchiométrie, c'est avant tout de déduire des quantités de matières impliquées dans une réaction chimique à partir des rapports de moles donnés par les coefficients dans l'équation de la réaction. Il faut donc d'abord et avant tout balancer l'équation pour obtenir ces coefficients, puis s'assurer de transformer les informations connues en moles. Voici un plan en quatre étapes pour réussir les problèmes de stœchiométrie. 


  1. Balancer l'équation
    On veut ainsi obtenir les coefficients essentiels aux étapes suivantes. La plupart du temps, les équations sont déjà balancées, mais ce n'est pas toujours le cas. 
  2. Transformer l'information donnée en moles
    Il s'agit souvent de transformer la masse (grammes) en moles en utilisant la masse molaire. On divise alors la masse par la masse molaire. Par contre, on peut aussi avoir à utiliser la formule c = n / V si on vous donne un volume et une concentration. Le nombre de moles est alors le produit de la concentration par le volume. Il peut aussi arriver qu'on donne le nombre de moles. Tant mieux, une étape de moins à faire. 
  3. Trouver le nombre de moles de la substance étudiée
    Il s'agit de faire un produit croisé entre le rapport donné par les coefficients en utilisant le nombre de moles calculé à l'étape 2 et celui recherché. 
  4. Trouver l'information demandée
    Si c'est un nombre de moles, le travail se termine à l'étape 3. Si c'est une masse, on doit la trouver avec la masse molaire de la substance étudiée. 


Exemple 1

Quel est le nombre de moles de NaI nécessaire pour produire 2,5 moles de PbI2 ?  

Pb(NO3)2 + NaI → NaNO3 + PbI2
Solution

D'abord, il faut balancer l'équation. 

Pb(NO3)2 + 2NaI → 2NaNO3 + PbI2

Étapes Pb(NO3)2 + 2NaI 2NaNO3 +PbI2
Coefficients1221
Information
n = ?n = 2,5 mol
Trouver le
nombre de
moles
n = 2,5 mol
Stœchio\( \frac{2 moles}{n} \)=\( \frac{1 mol}{2,5 mol} \)
Transformer
la réponse
n = 5 mol
Trouver la réponsen = 5 mol

Il faut 5 moles de NaI pour produire 2,5 moles de PbI2




Exemple 2

Quelle est la masse de NaI nécessaire pour produire 2,5 moles de PbI2 ?  

Pb(NO3)2 + 2NaI → 2NaNO3 + PbI2
Solution

Ici, on cherche la masse et non le nombre de moles.

Étapes Pb(NO3)2 + 2NaI 2NaNO3 +PbI2
Coefficients1221
Information
m = ?n = 2,5 mol
Trouver le
nombre de
moles
n = 2,5 mol
Stœchio\( \frac{2 moles}{n} \)=\( \frac{1 mol}{2,5 mol} \)
Transformer
la réponse
n = 5 mol
M=149,89g/mol
\( m=5 \times149,89 \)
m = 749,45 g
Trouver la réponsem = 749,45 g

Il faut 749,45 g de NaI pour produire 2,5 moles de PbI2



Exemple 3

Quelle est la masse de NaI nécessaire pour produire 50 g de PbI2 ?  

Pb(NO3)2 + 2NaI → 2NaNO3 + PbI2
Solution

Ici, on cherche la masse et non le nombre de moles.

Étapes Pb(NO3)2 + 2NaI 2NaNO3 +PbI2
Coefficients1221
Information
m = ?m = 50g
Trouver le
nombre de
moles
M=461g/mol
\( n= \frac{50g}{461g/mol} \)
n=0,108mol
Stœchio\( \frac{2 moles}{n} \)=\( \frac{1 mol}{0,108 mol} \)
Transformer
la réponse
n = 0,217 mol
M=149,89g/mol
\( m=0,217 \times149,89 \)
m = 32,514 g
Trouver la réponsem = 32,51 g

Il faut 32,51g de NaI pour produire 50g de PbI2

Exemple 4

Quel volume d'une solution de NaI dont la concentration est de 0,2 M est nécessaire pour produire 50 g de PbI2 ?  

Pb(NO3)2 + 2NaI → 2NaNO3 + PbI2
Solution

Ici, on cherche la masse et non le nombre de moles.

Étapes Pb(NO3)2 + 2NaI 2NaNO3 +PbI2
Coefficients1221
Information
m = ?m = 50g
Trouver le
nombre de
moles
M=461g/mol
\( n= \frac{50g}{461g/mol} \)
n=0,108mol
Stœchio\( \frac{2 moles}{n} \)=\( \frac{1 mol}{0,108 mol} \)
Transformer
la réponse
n = 0,217 mol
c = 0,2 M
\( V= \frac{0,217 mol}{0,2 M} \)
V = 1,085 L
Trouver la réponseV = 1,09 L

Il faut 1,09L de solution NaI 0,2 M pour produire 50g de PbI2


3.2 Exercices

Réponds aux questions suivantes à l'aide du tableau périodique des éléments.  

 
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4. Synthèse

Astuce!

Tu veux réussir mieux ! Prends le temps de consigner dans le cahier de note l'ensemble de tes apprentissages. Tu auras ainsi un cahier non seulement ordonné, mais aussi imprimable. De plus, le fait de résumer, d'expliquer, de synthétiser la matière te permet de mieux l'assimiler. Ton temps d'étude en sera sans aucun doute réduit!

Important : Lorsque tu prends des notes dans ton cahier, tu dois toujours cliquer sur "enregistrer" pour les conserver. Une fois tes notes compilées, n'oublie pas de cocher la boite à côté de cette ressource afin d'avoir accès au test de validation de la station. 

Voici ce que je retiens de la station 3 : 


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