Il Méthode d'équilibre algébrique Il est utilisé en chimie pour correspondre au nombre d'atomes des deux côtés d'une réaction chimique. Une réaction chimique écrite correctement, doit avoir les formules de tous les réactifs participant sur le côté gauche et les produits, également avec leurs formules, sur le côté droit.

Cependant, lorsque vous avez une réaction, le nombre d'atomes dans les formules des réactifs est égal à celui des atomes respectifs dans les formules des produits ne.

Figure 1. La méthode d'équilibrage algébrique est un outil simple pour équilibrer les équations chimiques. Source: F. Zapata.

Cependant, la pâte est préservée. Par exemple, voyons la réaction suivante:

KCl₃ → KCL + O₂

Cette équation a un composé appelé chlorate de potassium, qui est décomposé par chauffage dans du chlorure de potassium et de l'oxygène au gaz. Mais en regardant attentivement, nous remarquons que dans la molécule de chlorate, il y a 3 atomes d'oxygène, tandis que sur la droite, il n'y a qu'une seule molécule d'oxygène à gaz avec 2 atomes.

Ce qui est alors fait, c'est se multiplier par un coefficient numérique vers le réactif de la gauche, de sorte que le nombre d'atomes de tous les éléments participants est le même avant et après la réaction.

Mais ... quelle est la valeur de ce coefficient?

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Moyens d'équilibrer les équations

Dans l'équation précédente, il est facile de déterminer les coefficients appropriés par inspection. Si nous multiplions par 2 à gauche, nous avons 2 atomes de k, 2 de Cl et 6 de O.

Par conséquent, à droite, nous multiplions le chlorure de potassium par 2 et le o₂ par 3:

2 kclo₃ → 2KCL + 3O₂

Et maintenant, nous pouvons voir que la comptabilité est correcte des deux côtés de la flèche et que la réaction était équilibrée. Notez que d'autres valeurs numériques peuvent également entraîner une équation équilibrée, par exemple:

Peut vous servir: acide borique: structure chimique, propriétés, préparation, utilisations

4 kclo₃ → 4KCL + 6O₂

Cependant, l'ensemble des nombres minimums entiers égaux à la quantité d'atomes des deux côtés doit toujours être recherché.

Les nombres qui multiplient chaque formule sont appelés coefficients. Il est très important de noter que les coefficients peuvent être attribués à l'équilibre, mais les indices doivent rester tels qu'ils apparaissent dans chaque formule.

Les coefficients ne peuvent pas non plus être insérés au milieu de la formule de chaque composé, car il le modifierait.

Des équations simples telles que l'exemple peuvent être équilibrées par une inspection ou un score. Pour ceux qui sont un peu plus complexes, il existe une méthode algébrique avec une série d'étapes simples et d'opérations arithmétiques élémentaires détaillées ci-dessous.

Figure 2. Animation qui montre l'équilibrage d'une équation chimique pour obtenir de l'acide phosphorique. Source: Wikimedia Commons. Ephert / cc by-sa (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)

Étapes pour équilibrer algébriquement une équation chimique

Étape 1

-Attribuer à chaque molécule un coefficient arbitraire, symbolisé par une lettre. Paroles a, b, c, d .. ., si nécessaire que nécessaire.

Important: Rappelons que seul un coefficient est utilisé par la molécule et n'est jamais entrecoupé au milieu, il est toujours placé à gauche.

Étape 2

-Faire une liste de chaque élément participant.

Étape 3

-Placez le coefficient ou les coefficients attribués à chaque composé à gauche et associez ceux à droite. S'il y a des indices, ils se multiplient par le coefficient pour trouver le nombre total d'atomes.

Et si un élément se trouve dans plusieurs molécules, les quantités d'atomes présents de chaque côté sont ajoutées. De cette façon le équations partielles de chaque élément.

Étape 4

-Une valeur numérique est attribuée à l'un des coefficients. Habituellement, cette valeur numérique est 1 et est affectée à la lettre qui apparaît plus de fois. Cela atteint une équation simple qui sert de point de départ pour trouver les autres coefficients.

Peut vous servir: facteur de dilution

Étape 5

-Déterminez la valeur du coefficient suivant par une arithmétique simple et remplacez sa valeur dans une autre équation, pour augmenter un nouveau.

Étape 6

-Répétez l'étape précédente pour remplacer les valeurs et créer une nouvelle équation, jusqu'à ce que vous trouviez tous les coefficients.

Étape 7

-Remplacer les valeurs ainsi déterminées. Si ces valeurs sont entières, il faut vérifier que l'équation était équilibrée. S'ils n'étaient pas entiers, il est multiplié par le multiple commun minimum des dénominateurs et le solde est vérifié.

Ensuite, nous visualiserons l'application de ces étapes dans la résolution de certains exemples.

Exemples d'équilibrage résolus

Exemple 1

Équilibrez la réaction suivante si nécessaire, à travers la méthode algébrique:

N₂SOIT₅ → N₂SOIT₄ + SOIT₂

Solution

Nous observons que la réaction n'est pas équilibrée, car bien qu'il y ait 2 atomes d'azote des deux côtés, avec de l'oxygène, les quantités à gauche et la droite sont différentes.

Ensuite, nous devons suivre les étapes décrites dans la section précédente:

-Nous écrivons à nouveau l'équation et multiplions chaque molécule par un coefficient différent. Les lettres minuscules sont choisies afin qu'elles ne soient pas confondues avec les éléments:

A⋅n₂SOIT₅ → B⋅n₂SOIT₄ + C⋅o₂

-Maintenant, nous énumérons chaque élément et correspondons aux quantités de cet élément à gauche et à droite. Ce sont les équations partielles pour chaque élément:

1. A⋅n₂ = B⋅n₂
2. A⋅o₅ = B⋅o₄ + C⋅o₂

-Multiplier le coefficient et l'indice, nous obtenons le nombre d'atomes d'azote. De l'équation 1, nous obtenons:

2a = 2b

-De l'équation 2 ont 5e atomes d'oxygène à gauche, tandis que à droite il y a 4B et 2 c:

5a = 4b + 2c

-Nous attribuons la valeur 1 au coefficient a, de cette manière:

A = 1

Ce choix est arbitraire, il pourrait également être choisi d'abord b = 1.

-Ces valeurs sont remplacées dans l'équation 2, pour déterminer la valeur de C:

Il peut vous servir: oxyde de cuprique (CUO)

5 = 4 + 2c

2c = 5-4 = 1

C = ½

-Nous remplaçons les coefficients dans l'équation d'origine, le 1 n'est pas nécessaire pour l'écrire explicitement:

N₂SOIT₅ → N₂SOIT₄ + ½ o₂

-Puisqu'il est préférable que les coefficients soient entiers, l'équation entière est multipliée par le multiple commun minimum des dénominateurs, qui sont 2 et 1:

m.c.m. (1.2) = 2

Ensuite, en multipliant à gauche et à droite par 2, il est obtenu:

2n₂SOIT₅ → 2N₂SOIT₄ + SOIT₂

Et nous comptons le nombre d'atomes des deux côtés, pour vérifier l'équilibre:

• N à gauche: 4
• Ou à gauche: 10
• N à droite: 4
• Ou à droite: 8 + 2 = 10

Exemple 2

Équilibrez la réaction chimique suivante:

Nahco₃ → Na₂CO₃ + H₂Ou + CO₂

Solution

Nous multiplions chaque molécule par un coefficient différent:

A Preu Nahco₃ → B⋅NA₂CO₃ + C⋅h₂O + D⋅co₂

Ensuite, nous proposons la comptabilité de chaque élément à droite et à gauche de la flèche. Il y a un total de 4 éléments dans la réaction: NA de sodium; Hydrogène H; voiture et oxygène ou, tout doit être compté:

• A⋅na = b⋅na₂
• a⋅H = c⋅h₂
• A⋅c = b⋅c + d⋅c
• A⋅o₃ = B⋅o₃+C⋅o + d⋅o₂

Selon chaque solde, les équations suivantes sont obtenues:

1) a = 2b
2) a = 2c
3) a = b + d
4) A = 3B + C + 2D

Le coefficient le plus répété est pour, Par conséquent, nous attribuons la valeur 1:

A = 1

Ensuite:

1) a = 2b ⇒ b = ½
2) a = 2c ⇒ c = ½
3) a = b + d ⇒ d = a - b = 1 - ½ = ½

Nous remplaçons les coefficients de l'équation:

Nahco₃ → ½. N / A₂CO₃ + ½. H₂O + ½.CO₂

Nous multiplions des deux côtés de la flèche par 2, car c'est le seul dénominateur présent, pour éliminer la fraction:

2NAHCO₃ → Na₂CO₃ +  H₂Ou + CO₂

Nous comptons le nombre d'atomes présents à gauche: 2 atomes de Na, H et C et 6 de O. Le lecteur peut vérifier que chacun d'eux est également présent à droite dans les mêmes quantités.

Les références

1. Atkins, P. Principes de chimie: les chemins de découverte. Pan -American Medical Editorial. 3e édition.
2. Briceño, J. Guide de chimie USB. Récupéré de: gecousb.com.aller.
3. Chang, R. 2013. Chimie. 11va. Édition. Mc Graw Hill Education.
4. Exercices résolus. Équilibrage algébrique. Récupéré de: Exercices en suif.co.
5. Simoza, L. Équilibrage des équations chimiques. Récupéré de: guao.org.