La stoechiométrie des réactions chimiques

Aperçu

Les réactions chimiques sont décrites à l'aide d'équations chimiques. Les produits de départ sont appelés réactifs ou, de manière moins précise, éduits; les produits sont le résultat de la réaction. Seul un regroupement des atomes se produit lors de chaque réaction chimique, le nombre total d'atomes de chaque sorte reste constant. Dans une équation chimique, le nombre d'atomes de chaque sorte doit donc être le même des deux côtés de l'équation. Ces relations quantitatives entre les composés ou éléments associés aux réactions chimiques ainsi que les rapports quantitatifs des éléments dans les composés sont l'objet de la stochiométrie ( du grec stoicheon: élément et metron: mesurer).

Les lois fondamentales des réactions chimiques

La loi de conservaion de la masse: dans tous les processus chimiques, la masse totale des éléments associés à la réaction demeure constante. Exemple: 1g de carbone réagit avec 2,666g d'oxygène pour donner 3,666g de dioxyde de carbone.

La loi des proportions constantes: un composé chimique se forme toujours à partir de rapports de masse constants des corps simples. Exemple: 1g de carbone réagit avec 2,666g d'oxygène et non avec 2,5 ou 2,7g pour donner du dioxyde de carbone.

La loi des proportions multiples: si deux éléments forment ensemble plusieurs composés, les rapports entre les masses de l'un d'eux, s'unissant à une même masse de l'autre, peuvent toujours être réduits à de petits nombres entiers. Exemple: 1g de carbone réagit avec 1 . 1,333g d'oxygène pour donner du monoxyde carbone, avec 2 . 1,333g d'oxygène pour donner du dioxyde carbone.

L'équation chimique

Les lois citées doivent être prises en compte lors de l'établissement d'équations chimiques. Outre les masses, le nombre de particules est aussi souvent utilisé. Mais il est également fréquent d'indiquer la quantité de matière n en moles ( 1 mole= 6,02x 10 puissance23 particules). L'indication n (CO2)= 3mol signifie donc que la quantité de matière est de 3 moles ou de 18,066x10 puissance23 molécules de dioxyde carbone sont présentes. L'équation de réactions suivante: 2Cu+O2---2CuO montre que les corps cuivre et oxygène ont réagi ensemble pour donner de l'oxyde cuivrique. A l'aide des nombres placés devant les symboles des éléments ou devant les formules brutes (facteurs stoechiométriques), on peut lire ce qui suit:

_deux atomes de cuivre et une molécule d'oxygène réagissent pour donner deus unités formulaires d'oxyde cuivrique.

_deux moles de cuivre et une mole d'oxygène  réagissent pour donner deux moles d'oxyde cuivrique.

Par conséquent 12,04x10 puissance23 atomes de cuivre et 6,02x10 puissance25 molécules d'oxygène réagissent pour donner 12,04 puissance23 unités formulaires d'oxyde cuivrique.

Remarque: il faut garder à l'esprit que le nombre d'atomes d'oxygène dans la molécule d'oxygène est de 2. Les réactions chimiques ne sont pas simples additions de particules mais une dispositon modifiée des liaisons après la réaction.

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