Reactions chimiques et equilibrage — Entraînement Brevet 2026

Une reaction chimique est une transformation au cours de laquelle des especes chimiques appelees reactifs disparaissent pour former de nouvelles especes chimiques appelees produits. Contrairement a un changement d'etat ou un simple melange, il y a rupture et creation de liaisons chimiques entre les atomes. Pour retenir : pense a la combustion du carbone (C + O₂ → CO₂) ou les atomes se reorganisent pour former une nouvelle molecule.

Le coefficient stoechiometrique est le nombre place devant une formule chimique dans une equation equilibree. Ici, devant H₂O, on lit '2H₂O', ce qui signifie qu'il se forme 2 molecules d'eau. Ces coefficients sont essentiels pour respecter la loi de conservation de la masse (loi de Lavoisier) : le nombre d'atomes de chaque element doit etre le meme dans les reactifs et les produits. Ici, on a bien 4 atomes H dans CH₄ et 4 dans 2H₂O.

La loi de conservation de la masse, enoncee par Lavoisier, stipule que lors d'une reaction chimique, la masse des reactifs est egale a la masse des produits. Au niveau microscopique, cela se traduit par la conservation du nombre d'atomes de chaque espece. C'est pour respecter cette loi qu'on equilibre les equations chimiques en ajustant les coefficients stoechiometriques devant les formules. Souviens-toi de la celebre phrase : 'Rien ne se perd, rien ne se cree, tout se transforme'.

Pour verifier l'equilibre, il faut compter les atomes de chaque element. A gauche (reactifs) : 1 atome Fe et 2 atomes O. A droite (produits) : 2 atomes Fe et 3 atomes O. Ni le fer (Fe) ni l'oxygene (O) ne sont en meme quantite. L'equation equilibree est 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃. Pour t'entrainer, fais toujours un tableau de comptage d'atomes (Fe et O) avant de conclure.

La combustion complete d'un hydrocarbure comme le methane (CH₄) produit du dioxyde de carbone (CO₂) et de l'eau (H₂O). Pour equilibrer, on compte les atomes : C est deja equilibre (1 de chaque cote). Pour H : 4 atomes dans CH₄, il faut donc 2 molecules H₂O (car 2x2=4 atomes H). Pour O : a droite, dans CO₂ et 2H₂O, il y a 2 + (2x1) = 4 atomes O. Il faut donc 2 molecules O₂ (car 2x2=4 atomes O). L'equation equilibree est bien CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

Pour equilibrer Al + O₂ → Al₂O₃, on commence souvent par l'element qui apparait dans une seule molecule de chaque cote, ici l'oxygene. A droite, il y a 3 atomes O dans Al₂O₃. Pour avoir un multiple de 2 (car O₂), on prend 2Al₂O₃, ce qui donne 6 atomes O. Il faut donc 3O₂ (3x2=6 atomes O). Maintenant pour Al : dans 2Al₂O₃, il y a 4 atomes Al. Il faut donc mettre 4 devant Al. L'equation equilibree est 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃. Le coefficient devant Al est bien 4.

Dans une equation chimique complete, on precise souvent l'etat physique des reactifs et produits en utilisant des symboles entre parentheses : (s) pour solide, (l) pour liquide, (g) pour gaz et (aq) pour espece dissoute dans l'eau (aqueuse). Par exemple, dans H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l), on sait que le dihydrogene et le dioxygene sont gazeux et que l'eau formee est liquide. Ces indications sont importantes car elles donnent des informations sur les conditions de la reaction.

Les coefficients stoechiometriques donnent les proportions dans lesquelles les molecules reagissent et se forment. Ici, 2H₂ + O₂ → 2H₂O signifie que 2 molecules de H₂ reagissent avec 1 molecule de O₂ pour donner 2 molecules de H₂O. Le rapport entre H₂ et H₂O est donc de 2:2, soit 1:1. Si on a 10 molecules de H₂ (5 fois plus que dans l'equation), on produira 10 molecules de H₂O (5x2). Pense aux coefficients comme a une recette : pour 2 oeufs (H₂), tu fais 2 crepes (H₂O). Pour 10 oeufs, tu feras 10 crepes.

Une equation chimique equilibree nous renseigne sur : 1) les formules des reactifs et produits, 2) leur etat physique si indique, 3) les proportions stoechiometriques (coefficients) et 4) le respect de la conservation des atomes. En revanche, elle ne donne aucune indication sur la vitesse de la reaction (est-ce que c'est instantane ou lent ?), ni sur les conditions necessaires pour qu'elle ait lieu (chauffage, catalyseur...), ni sur les aspects energetiques (reaction exothermique ou endothermique). Ces informations supplementaires sont souvent ecrites au-dessus ou en dessous de la fleche.

Partons de Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂. A droite, dans ZnCl₂, il y a 2 atomes de chlore (Cl). A gauche, dans HCl, il n'y en a qu'1 par molecule. Il faut donc 2 molecules de HCl pour apporter 2 atomes Cl. Verifions l'hydrogene : a gauche, dans 2HCl, il y a 2 atomes H. A droite, dans H₂, il y a bien 2 atomes H. Le zinc (Zn) est deja equilibre (1 atome de chaque cote). L'equation equilibree est donc Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. La sequence des coefficients est bien 1, 2, 1, 1.