Comment équilibre-t-on une équation et pourquoi ?

Exemple : Combustion du méthane.

Le méthane brûle avec le dioxygène, et au cours de cette réaction, il se forme du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau.
On appelle "réactifs" les corps qui disparaissent et "produits" les corps qui apparaissent.

Ce qui donne dans notre exemple :

Réactifs : méthane, dioxygène
Produits : dioxyde de carbone, eau

Le bilan de la réaction peut s'écrire à l'aide d'une équation :

A ce moment là on remplace les noms par leur formule chimique correspondante :

Avant la réaction

Après la réaction
CH4
+
O2
CO2
+
H2O

+

+

 

Cette équation bilan se lit :
"une molécule de méthane réagit avec une molécule de dioxygène pour former une molécule de dioxyde de carbone et une molécule d'eau".

 

MAIS Le nombre de chaque sorte d'atomes n'est pas le même avant et après la réaction.

AVANT : APRES :
  • 1 atome de carbone
    (soit une boule noire)
  • 2 atomes d'oxygène
    (soit deux boules rouges)
  • 4 atomes d'hydrogène
    (soit quatre boules blanches)
  • 1 atome de carbone
    (soit une boule noire)
  • 3 atomes d'oxygène
    (soit trois boules rouges)
  • 2 atomes d'hydrogène
    (soit deux boules blanches)

 

II faut donc trouver les nombres de molécules qui permettront d'avoir le même nombre d'atomes de chaque sorte avant et après la réaction.

Avant la réaction

Après la réaction
CH4
+
O2
CO2
+
H2O

+

+

 

ETAPE N°1 : LES ATOMES DE CARBONE

Le nombre d'atomes de carbone est le même avant et après la réaction.
il n'y a donc rien à équilibrer !

 

ETAPE N° 2 : LES ATOMES D'HYDROGÈNE
Par contre le nombre d'atomes d'hydrogène n'est pas le même avant et après la réaction: 
4 atomes d'hydrogène avant et  2 seulement après la réaction.
Pour avoir 4 atomes d'hydrogène il faut donc avoir 2 molécules d'eau qui se forment.

 

+ +

 

 

 

ETAPE N° 3 : LES ATOMES D'OXYGÈNE

On a 2 atomes d'oxygène avant la réaction et 4 après la réaction.
Pour avoir 4 atomes d'oxygène il faut donc avoir 2 molécules de dioxygène au départ.

 
+
+

 

 

 

Et voilà l'équation bilan est équilibrée ;
il suffit maintenant de compter le nombre de chaque molécule différente et de placer ce coefficient numérique devant la formule de cette molécule.

Avant la réaction

Après la réaction

CH4

+

2 O2

CO2

+

2 H2O

1 molécule de méthane réagit avec 2 molécules de dioxygène
pour former
1 molécule de dioxyde de carbone et 2 molécules d'eau.