L'équation du squelette de cette réaction est donnée comme suit :
\( \text{Au} \text{ + NaCN + } \text{O}_{2} + \text{H}_{2}\text{O} \longrightarrow \text{Na(Au(CN)}_{2}) + \text{NaOH}\).
Mais qu'est-ce que cela signifie ? Explorons ce que sont les équations squelettes!
- Tout d'abord, nous parlerons des réactions chimiques et des équations équilibrées.
- Ensuite, nous verrons la définition d' une équation squelette.
- Ensuite, nous apprendrons à écrire une équation squelette et nous explorerons quelques réactions chimiques impliquant l'éthanol
- Enfin, nous verrons quelques exemples d'équations-types.
Équation squelette et équation équilibrée
Avant d'expliquer ce qu'est une équation squelette, passons en revue lesréactions chimiques. Dans les réactions chimiques, les liaisons entre les atomes du côté du réactif sont rompues et de nouvelles liaisons sont formées, créant ainsi de nouvelles substances.
$$ \text{Reactant + Réactif } \longrightarrow \text{Produits} $$
En chimie, les réactions chimiques impliquent la transformation d'une ou plusieurs substances en de nouvelles substances.
Lorsqu'une réaction chimique se produit, l'un des phénomènes suivants peut se produire :
- Changement de température.
- Changement de couleur.
- Formation de gaz, de bulles ou d'odeurs.
- Formation d'un solide (précipité).
- Libération d'énergie.
Les chimistes utilisent des équations chimiques pour représenter les changements qui se produisent lors d'une réaction chimique.
L'équation chimique est une représentation d'une réaction chimique.
Par exemple, l'équation chimique entre les réactifs monoxyde de carbone gazeux (CO) et oxygène gazeux (O2) pour donner du dioxyde de carbone (CO2) est illustrée ci-dessous :
$$ \text{2 CO + O}_{2} \longrightarrow 2 \text{ CO}_{2} $$
Les équations chimiques suivent la loi de la conservation de la masse. Selon cette loi, la masse des produits est toujours la même que la masse des réactifs. Par conséquent, les équations chimiques doivent être équilibrées pour s'assurer que la loi de conservation de la masse est respectée.
Leséquations chimiques équilibrées sont celles dans lesquelles le nombre d'atomes de chaque élément à gauche est égal au nombre d'atomes à droite.
Prenons un exemple !
Équilibre l'équation chimique suivante : \(\text{H}_{2} \text{ + O}_{2} \longrightarrow \text{H}_{2}\text{O}\).
Pour équilibrer une équation chimique, nous devons déterminer les coefficients exacts qui nous donneront un nombre égal d'atomes des deux côtés de l'équation.
- Dans une équation chimique, le coefficient est le nombre écrit devant le réactif ou le produit, et il nous indique le plus petit rapport de nombres entiers entre les quantités de réactifs et de produits.
Maintenant, remarque que du côté gauche (côté réactif) de l'équation, nous avons 2 atomes d'oxygène et 2 atomes d'hydrogène. Du côté droit (côté produit), nous avons 2 atomes d'hydrogène et 1 atome d'oxygène.
Figure 1. Équilibre d'une équation chimique, première partie, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
Nous pouvons donc commencer par trouver le bon coefficient pour égaliser le nombre d'atomes d'oxygène des deux côtés. Si un coefficient de 2 est ajouté devantH2O, le nombre d'atomes du côté droit passera à 2 atomes d'oxygène et 4 atomes d'hydrogène.
Figure 2. Équilibre d'une équation chimique, deuxième partie, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
Maintenant, nous devons équilibrer le nombre d'atomes d'hydrogène afin d'avoir 4 atomes d'hydrogène des deux côtés. Pour y parvenir, nous pouvons ajouter un coefficient de 2 au H₂ du côté gauche.
Figure 3. Équilibrer une équation chimique partie trois, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
Maintenant, nous avons une équation équilibrée contenant 4 atomes d'hydrogène et 2 atomes d'oxygène de chaque côté ! Cela nous indique que 2 moles de H₂ réagissent avec 1 mole d'O2 pour former 2 moles d'eau (H2O).
$$ \color {#1478c8} 2 \color {noir}\text{ H}_{2} \text{ + O}_{2} \longrightarrow \color {#1478c8} 2\color {noir} \text{ H}_{2}\text{O} $$
Tu veux plus d'informations sur les réactions chimiques équilibrées ? Jette un coup d'œil à lasection "Équations équilibrées"!
Définition de l'équation squelette
Maintenant que nous savons ce que sont les équations équilibrées, voyons la définition d'une équation squelette.
Une équation squelettique est tout simplement une équation chimique déséquilibrée. En d'autres termes, les quantités relatives de produits et de réactifs ne sont pas indiquées dans les équations squelettiques.
Prenons l'exemple de la réaction chimique entre le fer (Fe) et le chlore gazeux (Cl2) pour obtenir du chlorure de fer (III) (FeCl3). L'équation du squelette de cette réaction serait :
$$ \text{Fe }(s)\text{ + Cl}_{2}\text{ } (g) \longrightarrow \text{FeCl}_{3}\text{ }(s) $$
Maintenant, si nous devions équilibrer cette équation, nous obtiendrions :
$$ \text{2 Fe }(s)\text{ + 3 Cl}_{2}\text{ } (g) \longrightarrow \text{2 FeCl}_{3}\text{ }(s) $$
Comment écrire une équation squelette
Pour écrire une équation squelette, tout ce dont tu as besoin, c'est de connaître les réactifs auxquels tu as affaire et le produit qu'ils forment !
Par exemple, si l'on te dit qu'une réaction chimique se produit entre l'aluminium et l'oxygène et que de l'oxyde d'aluminium se forme, tu peux utiliser cette équation de mots pour écrire l'équation du squelette de la réaction.
Équation du squelette : \(\text{Al} (s) \text{ + O}_{2}(g) \longrightarrow \text{Al}_{2}\text{O}_{3}(s)\)
Équation équilibrée : \( \text{4 Al} (s) \text{ + 3 O}_{2}(g) \longrightarrow \text{2 Al}_{2}\text{O}_{3}(s) \)
Résolvons un problème !
Ecris l'équation du squelette d'une réaction chimique qui se produit entre l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de calcium. Cette réaction produit du chlorure de calcium et de l'eau.
Commençons par le commencement. Nous devons écrire chacun de ces composés à l'aide de leurs symboles chimiques. Dans ce cas, l'acide chlorhydrique s'écrit HCl, l'hydroxyde de calcium s'écrit Ca(OH)2, le chlorure de calcium s'écrit CaCl2 et l'eau s'écritH2O.
Maintenant, nous pouvons écrire l'équation du squelette de cette réaction chimique !
$$ \text{HCl + Ca(OH)}_{2} \longrightarrow \text{CaCl}_{2} \text{ + }\text{H}_{2}\text{O} $$
Équation du squelette du méthanol
Maintenant que nous avons discuté des équations squelettes et de la façon de les écrire, examinons quelques équations squelettes impliquant le méthanol (CH3OH).
Le méthanol est un liquide à température ambiante et il est miscible dans l'eau. Il est considéré comme un alcool liquide volatil et il est largement utilisé comme antigel et comme carburant. La structure de Lewis du méthanol est représentée ci-dessous :
Examinons d'abord la réaction chimique entre le méthanol et l'eau. Cette réaction produit du dioxyde de carbone et de l'hydrogène ! L'équation du squelette de cette réaction est la suivante :
\text{CH}_{3}\text{OH + H}_{2}\text{O} \N-rightleftharpoons \N-text{CO}_{2}\N-text{ + H}_{2}
Lorsque le méthanol réagit avec l'oxygène, il forme du formaldéhyde (HCHO) et du peroxyde d'hydrogène (H2O2). Le formaldéhyde est un gaz incolore produit par l'oxydation du méthanol. Il est considéré comme un poison.
L'équation du squelette dans ce cas est la suivante
\( \text{CH}_{3}\text{OH + O}_{2}) \longrightarrow \text{HCHO}\text{ + H}_{2}\text{O}_{2} \).
Remarque que, dans ce cas, l'équation chimique équilibrée pour la réaction entre le méthanol et l'oxygène serait la même que l'équation du squelette !
Maintenant, que se passe-t-il lorsque le méthanol (CH3OH) réagit avec un métal comme le sodium ? La réaction entre le méthanol et le sodium (Na) produit du méthoxyde de sodium et de l'hydrogène !
Équation du squelette :
\( \text{CH}_{3}\text{OH + Na}\longrightarrow \text{NaOCH}_{3}\text{ +}\text{ H}_{2}\)
Équation équilibrée :
\( \text{2 CH}_{3}\text{OH + 2 Na}\longrightarrow \text{2 NaOCH}_{3}\text{ +}\text{ 3 H}_{2}\)
Exemples d'équations squelettes
Pour finir, voyons quelques exemples impliquant l'équation du squelette de certaines réactions chimiques importantes.
Par exemple, en biologie, certaines bactéries (comme H. pylori) sont capables de dégrader l'urée (H2NCONH2)en ammoniac (NH3) et en dioxyde de carbone (CO2).
Équation du squelette :
\( \text{H}_{2}\text{NCONH}_{2} + \text{H}_{2}\text{O} \longrightarrow \text{NH}_{3} +\text{ CO}_{2}\)
Équation équilibrée :
\( \text{H}_{2}\text{NCONH}_{2} + \text{H}_{2}\text{O} \longrightarrow \text{2 NH}_{3} + \text{ CO}_{2}\)
Une autre réaction chimique intéressante est la formation d'ozone (O3), qui se produit lorsqu'une molécule d'oxygène monatomique (O) se combine avec une molécule d'oxygène diatomique (O2). L'ozone est un gaz couramment produit par l'action des rayons UV sur l'oxygène dans la stratosphère, provoquant sa photodissociation. Les couches d'ozone de la Terre agissent comme un écran, bloquant la plupart des rayons UV provenant du soleil.
Équation du squelette :
\(\text{O + O}_{2}\longrightarrow \text{O}_{3}\)
Équation équilibrée :
\( \text{O + 2 O}_{2}\longrightarrow \text{2 O}_{3}\)
J'espère que tu as maintenant une meilleure idée de ce qu'est une équation squelette !
Équation squelette - Principaux enseignements
- En chimie, les réactions chimiques impliquent la transformation d'une ou plusieurs substances en de nouvelles substances.
- Les équationschimiques équilibrées sont celles dans lesquelles le nombre d'atomes de chaque élément à gauche est égal au nombre d'atomes à droite.
- Une équation squelettique est simplement une équation chimique déséquilibrée. Les quantités relatives de produits et de réactifs ne sont pas indiquées dans les équations squelettiques.
Références
- Zumdahl, S. S., Zumdahl, S. A., & Decoste, D. J. (2019). Chemistry. Cengage Learning Asia Pte Ltd.
- Theodore Lawrence Brown, Eugene, H., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., Stoltzfus, M. W., & Lufaso, M. W. (2018). Chimie : la science centrale (14e éd.). Pearson.
- Swanson, J. (2021). Tout ce dont tu as besoin pour exceller en chimie dans un seul gros cahier. Workman.
- Moat, A. G., Foster, J. W., & Spector, M. P. (2003). Physiologie microbienne. John Wiley & Sons.
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