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Stœchiométrie et bilan de matière
Comment utiliser le rapport molaire pour déterminer les quantités de composés mises en jeu dans une réaction chimique
Introduction
Qu'est-ce que les cookies et la chimie peuvent-ils bien avoir en commun ? En fait, beaucoup de choses ! Une équation-bilan équilibrée est en quelque sorte la recette d'une réaction chimique : elle contient la liste de tous les réactifs (les ingrédients) et des produits (les cookies) ainsi que leurs proportions relatives.
Le calcul d'une quantité de réactif ou de produit à l'aide d'une équation chimique équilibrée s'appelle la stoechiométrie. Ce mot qui sonne très technique correspond simplement au fait d'utiliser les rapports donnés par l'équation-bilan équilibrée. Dans cet article, on va voir comment utiliser les rapports molaires pour calculer des quantités de réactifs nécessaires à une réaction donnée.
Equation-bilan équilibrée et rapports molaires
Les coefficients stœchiométriques sont des nombres qu'on utilise pour s'assurer qu'une équation-bilan est bien équilibrée. A partir de ces coefficients stœchiométriques, on établit les rapports qui indiquent les proportions relatives de chaque espèce chimique impliquée dans une réaction. Ce rapport est aussi appelé rapport molaire, facteur stœchiométrique ou encore rapport stœchiométrique. Le rapport molaire est utilisé comme facteur de conversion pour passer d'une quantité de réactif—ou de produit—à une autre.
Aide à la résolution de problème : Peu importe le problème de stoechiométrie sur lequel on travaille, la première et la plus importante étape est toujours la même—il faut équilibrer l'équation-bilan ! Si l'équation n'est pas équilibrée, alors les rapports molaires seront faux et les réponses le seront aussi.
Par exemple, les coefficients stœchiométriques de l'équation-bilan suivante indiquent qu'une mole de
A partir d'une masse connue de réactif
Exemple : Utiliser un rapport molaire pour calculer la masse d'un réactif
Dans le cas de l'équation-bilan non équilibrée suivante, quelle masse, en grammes, de
Pour cette réaction, on a 1
Après avoir équilibré l'équation-bilan, on peut se poser les questions suivantes :
- Connaît-on la quantité d'un ou plusieurs réactifs ?
- Qu'essaie-t-on de calculer ?
Dans cet exemple, on sait qu'il y a 3,10 grammes de
Étape 1 : Convertir une quantité connue de réactif en nombre de moles.
Dans ce problème, on connaît la masse du
Étape 2 : Utiliser le rapport molaire pour déterminer le nombre de moles de l'autre réactif.
Pour calculer la quantité de
On utilise le rapport molaire pour convertir les moles de
On peut écrire le rapport molaire de deux façons :
ou
Chaque format va donner une réponse différente ! Cependant, un seul de ces rapports permet d'annuler correctement les unités de
Étape 3 : Convertir le nombre de moles en une masse.
A l'aide de la masse molaire de
Pour cette réaction, il faut donc de 2,53 grammes de
Pour aller plus vite : On peut aussi combiner les trois étapes en un seul calcul, à condition de faire particulièrement attention aux unités. Pour convertir la masse de
En regardant attentivement cette expression, on s'aperçoit qu'on peut la séparer pour retrouver les étapes 1 à 3 développées précédemment. La seule différence est qu'au lieu de faire ces étapes séparément, ici on les fait toutes en même temps.
À retenir
Les coefficients stœchiométriques d'une équation-bilan équilibrée indiquent les proportions de chaque réactif et produit. On utilise les rapports de ces coefficients pour convertir une quantité de réactif en quantité de produit dans une réaction, et vice versa.
Pour voir d'autres types de calculs stœchiométriques courants, lisez cet article sur les réactifs limitants et le rendement !
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Bonjour,
Dans mon cours on me demande de déduire la proportion naturelle (en %) de chaque isotope.
Qu'est-ce que la proportion naturelle et comment suis-je censé résoudre ce problème ?
Merci(2 votes)
Bonjour,
Pour résoudre ce problème, tu dois disposer de données. Par exemple, on peut te donner la répartition molaire des isotopes, et te demander de calculer la répartition massique.
Dans ce cas, tu utiliseras les masses molaires des différents isotopes pour passer de l'une à l'autre.
Essaye de le faire avec ces données :
Dans la nature, sur 100 atomes de chlore, 76 sont des atomes de chlore 35, et 24 seul de chlore 37. Les autres isotopes de Cl sont présents en trop faible quantité pour être pris en compte.
Quel est le pourcentage massique de chlore 35 ?(3 votes)
- Quel est la masse meleculaire de Ag(1 vote)
Ag, l'argent n'est pas une molécule mais un atome, il faut donc regarder dans le tableau périodique des éléments (=des atomes)(2 votes)
- commment caluculer la masse minimale de HCl 0,01mol(0 vote)
- La question n'a pas de sens. Masse minimale dans quelles conditions?(2 votes)
Calculer le volume d'un réactif(0 vote)- On part de quelles données concernant ce réactif? La masse?(2 votes)