Ce travail peut être réalisé partiellement ou en totalité, seul ou avec l’aide d’un accompagnant. 

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Activité 1 : Savoir ajuster les coefficients à l’aide d’un dessin

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1° Qu’observe-t-on lors de la combustion du carbone C dans le dioxygène O₂ ?

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• Le dioxygène est un gaz dont la molécule est formée de l’association de 2 atomes d’oxygène, d’où sa notation chimique : O₂.
• Le carbone est un atome monoatomique, d’où sa notation chimique : C.
• La combustion produit un gaz appelé « gaz carbonique ». Son nom scientifique est le « dioxyde de carbone ». Sa formule chimique est CO₂.

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Visionner la vidéo ci-dessous : « Modélisation de la combustion complète du carbone dans le dioxygène »

2° La représentation modélisée de cette combustion se dessine comme indiqué ci-dessous.

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3° Décompte des atomes

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Les atomes présents dans les réactifs doivent être conservés dans les produits conformément à ce qu’avait dit Lavoisier dans une phrase qu’on lui attribue et qui est devenue célèbre :

« Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme. »

• On a donc dans les réactifs : 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène
• Et dans les produits : 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène

4° On peut en déduire une règle générale :

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« Lors d’une transformation chimique , le décompte du nombre d’atomes de chaque type est le même dans les réactifs que dans les produits. »

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Activité 2 : Équilibrer l’équation-bilan de l’hydrolyse de l’eau

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1° Qu’observe-t-on lors de la décomposition de l’eau (hydrolyse) provoquée par un courant électrique ?

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• Le dihydrogène est un gaz dont la molécule est formée de l’association de 2 atomes d’hydrogène, d’où sa notation chimique : H₂.
• L’eau est une molécule composée de 2 atomes d’hydrogène H, et d’un atome d’oxygène O, d’où sa notation chimique : H₂O.
• On suppose que la molécule de dioxygène O₂ est déjà connue.

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2° La représentation modélisée de cette transformation chimique se dessine comme indiqué ci-dessous.

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Si on veut respecter la règle précédente, il faut dessiner 2 molécules d’eau car il y a nécessairement 1 molécules de dioxygène. Celle -ci est constituée de 2 atomes d’oxygène.

De plus, l’équilibre sera complet lorsqu’on aura aussi ajouté une molécule de dihydrogène.

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3° Décompte des atomes :

• On a donc dans les réactifs : 4 atomes d’hydrogène et 2 atomes d’oxygène
• Et dans les produits : 4 atomes d’hydrogène et 2 atomes d’oxygène

La règle précédente est ainsi respectée.

Le décompte du nombre d’atomes de chaque type est le même dans les réactifs que dans les produits.

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Activité 3 : Équilibrer l’équation de combustion du méthane

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Cliquez sur l’image ci-dessous pour voir s’effectuer le mécanisme de la combustion du méthane CH₄ dans le dioxygène O₂.

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Voici le dessin correspondant de la modélisation pour la combustion du méthane dans le dioxygène.

1° Compléter la légende du dessin de la modélisation moléculaire de la transformation chimique.

2° Écrire le bilan (avec les noms) de la transformation chimique.

3° Écrire l’équation-bilan (avec les formules) de la transformation chimique. Ne pas oublier d’ajouter les coefficients nécessaire pour équilibrer la transformation chimique.

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Activité 4 : Équilibrer les équations chimiques sur une animation

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Utiliser l’animation ci-dessous pour répondre aux questions qui suivent.

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Questions : Compléter les équations-bilans avec les coefficients qui conviennent

Utiliser l’animation ci-dessus pour compléter les équation-bilans avec les coefficients qui permettent d’équilibrer les 3 exemples dans la partie « Introduction » de cette animation : Selectionner 1 à 1 les options disponibles en bas de l’animation : « Synthèse de l’ammoniac » – « Dissociation de l’eau » – « Combustion du méthane »

Présentez vos résultats sous la forme suivante en complétant les trous avec des coefficients .

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  Je prépare la 3ème

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Activité 5 : Équilibrer une équation-bilan de l’hydrolyse de l’eau sans faire de dessin.

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Rappel : Si vous ne vous souvenez pas de la réaction d’hydrolyse de l’eau, reportez-vous au dessin déjà présenté ci-dessus qui montre tous les atomes dans les molécules.

D’après les observation expérimentales (Voir TP*) on peut affirmer que la transformation s’écrit :

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Eau « donne » dihydrogène + dioxygène

On peut donc écrire les formules chimiques correspondantes

Si on utilise les coefficients stœchiométriques trouvés précédemment, on écrira :

En faisant jouer la distributivité des coefficients devant les molécules, on vérifie qu’on obtient bien les mêmes quantités d’atomes dans les réactifs et dans les produits.

• On a ainsi dans les réactifs : 4 atomes d’hydrogène et 2 atomes d’oxygène
• Et dans les produits : 4 atomes d’hydrogène et 2 atomes d’oxygène.

Conclusion : L’équation-bilan est donc équilibrée.

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Activité 6 : Équilibrer une équation-bilan de la combustion du méthane dans le dioxygène sans dessins.

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Rappel : Si vous ne vous souvenez pas de la réaction de combustion du méthane, reportez-vous au dessin déjà présenté ci-dessus qui montre tous les atomes dans les molécules.

D’après les observation expérimentales (Voir TP*) on peut affirmer que la transformation s’écrit :

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Méthane + dioxygène « donne » dioxyde de carbone + eau

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On présente ci-dessous les différentes étapes à réaliser sur une image animée, ou une série d’images fixes (à suivre)

> Image animée :

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> Série d’images fixes correspondantes (avec commentaires) ci-dessous :

En utilisant les formules chimiques en supposant qu’on ne connait pas les coefficients on peut écrire :

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On procède alors par étapes pour compléter les pointillés manquants. On commence par placer un coefficient 1 devant la première molécule et on fait le décompte des atomes concernés par ce coefficient.

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On équilibre le nombre d’atomes de carbone et d’hydrogène dans les produits à partir de ce premier dénombrement.

• Tout d’abord on égalise le nombres d’atomes de Carbone dans les réactifs et dans les produits :

• Puis on fait de même pour les atomes d’Hydrogène :

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Il reste alors à égaliser les nombres d’atomes d’Oxygène.

On décompte les atomes d’oxygène qui découlent de ce qui vient d’être écrit.

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Il faut donc mettre un 2 devant O₂ pour avoir le même nombre d’atome d’Oxygène dans les réactifs et dans les produits.

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Activité 7 – Exercice : Équilibrer une équation-bilan

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1° Exercice de maîtrise de l’équilibrage d’une réaction chimique avec des atomes.

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Cliquez ici pour accéder à l’exercice

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2° Exercice de maîtrise de l’équilibrage d’une réaction chimique avec des ions

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Ne pas chercher à faire les numéros 10 et 11 (niveau lycée)

Cliquez ici pour accéder à l’exercice

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3° Autres exercices disponibles pour vous entrainer

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a) Exercices à retrouver sur le site Ostralo.net

b) Exercices à retrouver sur le site phys.free.frb 

c) Exercices à retrouver sur le site cordier2.free.fr

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Bilan

Cliquez sur le lien suivant pour accéder à la CARTE MENTALE de ce chapitre

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 Corrigés

Des éléments de correction apparaitront ci-dessous  lorsque le chapitre aura été complété.

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Corrigé sera accessible après réalisation de la séance en classe dans la partie ci-dessous, protégée, pour le moment par un mot de passe.

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