Equilibrer une équation-bilan.

Afin d'équilibrer une équation-bilan, il suffit de retenir la célèbre phrase de Lavoisier (il fût le premier grand chimiste français, à découvert la composition de l'air et malheureusement pour la Sciences a été guillotiné à la révolution) :

En chimie, rien ne se crée, rien ne se perd : tout se transforme.

Cela signifie que si des espèces chimiques disparaissent (les réactifs), ce n'est pas le cas des atomes qui les composent : ceux ci se réarangent autrement pour former de nouveaux corps (les produits).

Rappels :

a) O2 représente une molécule de dioxygène formée de deux atomes d'oxygène.

b) 2 O2 représente deux molécules de dioxygène formée de deux atomes d'oxygène chacune (4 au total). On ne peut pas écrire O4 car cette molécule n'existe pas !

c) CH4 représente une molécule composée d'un atome de carbone (C) et de 4 atomes d'hydrogène (H).

d) Fe3O4 représente la proportion qu'il y a entre les atomes de fer et les atomes d'oxygène dans l'oxyde de fer magnétique : ce n'est pas une molécule mais un groupement d'atomes. Il y a 3 atomes de fer pour 4 atomes d'oxygène.

Remarque : parfois on peut confondre entre une molécule et un groupement d'atomes. Si on les représente à l'aide de modèles on constate que les atomes d'une molécule sont imbriqués les uns dans les autres alors que dans un groupement d'atomes ils sont placés les uns à côté des autres.

Exemple n°1

Le bilan de la réaction de combustion du carbone vue en classe de quatrième est :

Le carbone (solide) et le dioxygène (gazeux) disparaissent pour former une nouvelle espèce chimique : le dioxyde de carbone (gazeux).

Les atomes qui composaient la molécule de dioxygène et l'atome de carbone se sont arrangés différemment. Il n'y a plus de carbone solide ni de dioxygène à la fin de la réaction (on suppose ici la combustion complète) mais il y a toujours le même nombre d'atomes identiques ( 1 atome de carbone et 2 atomes d'oxygène ).

On peut alors écrire l'équation-bilan de la réaction en notation chimique : C + O2 --> CO2

Exemple n°2

Le bilan de la réaction de combustion du méthane vu en quatrième est tel que :

Le méthane et le dioxygène disparaissent pour former deux nouveaux corps : de l'eau et du dioxyde de carbone.

Ces deux molécules n'ont pu se former qu'à partir des atomes qui composaient au début de la réaction le méthane et le dioxygène. C'est pourquoi il faut obligatoirement avoir le même nombre d'atomes identiques avant et après la réaction chimique (plus simplement de chaque côté de la flèche).

a) Il manque des atomes d'hydrogène (2 contre 4) après la flèche: deux atomes de la molécule de méthane s'assemblent avec un atome d'oxygène. Comme il y a quatre atomes d'hydrogène, il va se former deux molécules d'eau.

b) Il manque maintenant des atomes d'oxygène avant la flèche (2 contre 4) : comme les atomes d'oxygène se trouvent dans les molécules de dioxygène, on en ajoute une seconde pour en avoir aussi 4 au total.

On peut alors écrire l'équation-bilan de la réaction en notation chimique :

CH4 + 2 O2 --> 2 H2O + CO2 .

Si ces explications ne suffisent pas, voici une animation réalisée par un professeur de sciences physiques du sud de la France.