Équilibrer une équation

Votre équation

La méthode, en trois gestes

1. 1. Compter les atomes de chaque côté

   Élément par élément, à gauche puis à droite. C’est le geste qui remplace le hasard : ce qui manque devient visible.

2. 2. Commencer par les éléments simples

   Ceux qui n’apparaissent qu’une fois de chaque côté. On garde l’oxygène pour la fin, parce qu’il est presque toujours dans plusieurs espèces.

3. 3. Poser un coefficient, puis recompter

   Un coefficient change tous les atomes de sa formule. On recompte après chaque changement — sinon on croit avancer et l’on recule.

La règle qu’on ne dit jamais assez

C’est l’erreur la plus grave du chapitre, précisément parce qu’elle produit une équation qui a l’air équilibrée. Le compte tombe, et la chimie est fausse.

Les réactions du programme

• La combustion du méthaneCH₄ + ₂ O₂ -> CO₂ + ₂ H₂O

  Le gaz de ville qui brûle. C’est la réaction type du chapitre.

• La combustion du carboneC + O₂ -> CO₂

  Déjà équilibrée telle quelle — la plus simple qui soit.

• La formation de l’eau₂ H₂ + O₂ -> ₂ H₂O

  Deux gaz donnent un liquide : la masse se conserve, pas l’état.

• La combustion du butane₂ C₄H₁₀ + ₁₃ O₂ -> ₈ CO₂ + ₁₀ H₂O

  Le gaz des briquets. Les coefficients y sont impressionnants, et pourtant ils se trouvent en comptant.

• La rouille du fer₄ Fe + ₃ O₂ -> ₂ Fe₂O₃

  Le fer gagne de la masse en rouillant — ce qui surprend, et se vérifie sur la balance.

• La réaction du fer et du soufreFe + S -> FeS

  Une expérience classique de troisième, spectaculaire et déjà équilibrée.

Les cinq erreurs

• Modifier une formule pour arranger le compte.

  C’est l’erreur la plus grave du chapitre, parce qu’elle produit une équation qui a l’air juste. H₂O n’est pas H₂O₂ : l’un est de l’eau, l’autre de l’eau oxygénée. On ne change que les coefficients, devant les formules.

• Essayer des coefficients au hasard.

  On ne devine pas, on compte. Écrivez le nombre d’atomes de chaque élément des deux côtés : ce qui manque saute aux yeux, et le coefficient à poser se déduit au lieu de se chercher.

• Commencer par l’oxygène.

  L’oxygène apparaît presque toujours dans plusieurs espèces à la fois : le régler en premier oblige à tout refaire. On commence par les éléments qui n’apparaissent qu’une fois de chaque côté, et l’on finit par l’oxygène.

• Croire que la masse change.

  Elle se conserve toujours : autant d’atomes avant qu’après. C’est ce que dit une équation équilibrée, et c’est aussi pourquoi le fer gagne de la masse en rouillant — il capte l’oxygène de l’air.

• Oublier que l’état change, pas les atomes.

  Deux gaz peuvent donner un liquide : la matière change d’état et d’aspect, jamais de quantité d’atomes. Une équation ne dit rien de l’apparence, seulement du décompte.

Les questions qu’on se pose

Comment équilibrer une équation chimique ?

En comptant. On écrit le nombre d’atomes de chaque élément à gauche puis à droite : ce qui manque saute aux yeux, et le coefficient à poser se déduit. Essayer des nombres au hasard fait tourner en rond pendant dix minutes ; compter prend trente secondes.

Peut-on modifier une formule pour arranger le compte ?

Jamais, et c’est l’erreur la plus grave du chapitre — parce qu’elle produit une équation qui a l’air juste. H₂O n’est pas H₂O₂ : l’un est de l’eau, l’autre de l’eau oxygénée. On ne change que les coefficients, devant les formules.

Par quel élément faut-il commencer ?

Par ceux qui n’apparaissent qu’une seule fois de chaque côté, et l’on garde l’oxygène pour la fin. L’oxygène est presque toujours présent dans plusieurs espèces à la fois : le régler en premier oblige à tout refaire ensuite.

Pourquoi la masse se conserve-t-elle ?

Parce que les atomes ne disparaissent pas : ils se réarrangent. Une équation équilibrée dit exactement cela — autant d’atomes de chaque élément avant qu’après. C’est aussi pourquoi le fer gagne de la masse en rouillant : il capte l’oxygène de l’air.

Que signifie le coefficient devant une formule ?

Le nombre de molécules — ou plutôt de paquets de molécules — qui participent. « 2 H₂O » veut dire deux molécules d’eau, soit quatre atomes d’hydrogène et deux d’oxygène. Le coefficient multiplie tous les atomes de la formule, sans exception.

Deux gaz peuvent-ils donner un liquide ?

Oui : le dihydrogène et le dioxygène donnent de l’eau. La matière change d’état et d’apparence, jamais de quantité d’atomes. Une équation ne dit rien de l’aspect, seulement du décompte.

Masse volumique et densité · Puissances et notation scientifique