Réactions chimiques et équilibrage — Entraînement Brevet 2026

Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle des espèces chimiques appelées réactifs disparaissent pour former de nouvelles espèces chimiques appelées produits. Contrairement a un changement d'état ou un simple melange, il y a rupture et création 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 molécule.

Le coefficient stoechiometrique est le nombre place devant une formule chimique dans une équation équilibrée. Ici, devant H₂O, on lit '2H₂O', ce qui signifie qu'il se forme 2 molécules d'eau. Ces coefficients sont essentiels pour respecter la loi de conservation de la masse (loi de Lavoisier) : le nombre d'atomes de chaque élément doit être le même dans les réactifs et les produits. Ici, on a bien 4 atomes H dans CH₄ et 4 dans 2H₂O.

La loi de conservation de la masse, énoncée par Lavoisier, stipule que lors d'une réaction chimique, la masse des réactifs est egale a la masse des produits. Au niveau microscopique, cela se traduit par la conservation du nombre d'atomes de chaque espèce. C'est pour respecter cette loi qu'on equilibre les équations 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 vérifier l'equilibre, il faut compter les atomes de chaque élément. A gauche (réactifs) : 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 même quantité. L'équation équilibrée est 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃. Pour t'entraîner, fais toujours un tableau de comptage d'atomes (Fe et O) avant de conclure.

La combustion complete d'un hydrocarbure comme le méthane (CH₄) produit du dioxyde de carbone (CO₂) et de l'eau (H₂O). Pour équilibrer, on compte les atomes : C est déjà equilibre (1 de chaque cote). Pour H : 4 atomes dans CH₄, il faut donc 2 molécules 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 molécules O₂ (car 2x2=4 atomes O). L'équation équilibrée est bien CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

Pour équilibrer Al + O₂ → Al₂O₃, on commence souvent par l'élément qui apparaît dans une seule molécule 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'équation équilibrée est 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃. Le coefficient devant Al est bien 4.

Dans une équation chimique complete, on précise souvent l'état physique des réactifs et produits en utilisant des symboles entre parenthèses : (s) pour solide, (l) pour liquide, (g) pour gaz et (aq) pour espèce 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 formée est liquide. Ces indications sont importantes car elles donnent des informations sur les conditions de la réaction.

Les coefficients stoechiometriques donnent les proportions dans lesquelles les molécules réagissent et se forment. Ici, 2H₂ + O₂ → 2H₂O signifie que 2 molécules de H₂ réagissent avec 1 molécule de O₂ pour donner 2 molécules de H₂O. Le rapport entre H₂ et H₂O est donc de 2:2, soit 1:1. Si on a 10 molécules de H₂ (5 fois plus que dans l'équation), on produira 10 molécules 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 équation chimique équilibrée nous renseigne sur : 1) les formules des réactifs et produits, 2) leur état 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 réaction (est-ce que c'est instantane ou lent ?), ni sur les conditions nécessaires pour qu'elle ait lieu (chauffage, catalyseur...), ni sur les aspects énergétiques (réaction exothermique ou endothermique). Ces informations supplémentaires sont souvent écrites 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 molécule. Il faut donc 2 molécules de HCl pour apporter 2 atomes Cl. Vérifions 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 déjà equilibre (1 atome de chaque cote). L'équation équilibrée est donc Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. La séquence des coefficients est bien 1, 2, 1, 1.