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 + O2 → 2H2O

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 + O2 → CO2 + H2O


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

C3H8 + 5 O2 → 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 + O2 → CO2 + H2O

Je balance d'abord mon équation :

C2H5OH + 3 O2 → 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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