Équilibrer une équation chimique en ligne, redox comprises

Comment équilibrer une réaction

Dans une réaction chimique, les atomes ne sont ni créés ni détruits, ils changent seulement de partenaires : chaque élément doit donc apparaître le même nombre de fois de part et d'autre de la flèche. Équilibrer, c'est trouver les coefficients placés devant les formules, sans jamais toucher aux indices, qui changeraient la substance.

Les réactions simples s'équilibrent à tâtons : Fe + O₂ → Fe₂O₃ contient 2 atomes de fer et 3 d'oxygène dans le produit, et le plus petit commun multiple entre les 2 oxygènes de O₂ et les 3 de Fe₂O₃ conduit à 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃. La combustion du propane, C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O, s'équilibre en commençant par le carbone, puis l'hydrogène et enfin l'oxygène.

Pour les réactions redox comme KMnO₄ + HCl, tâtonner devient pénible : le calculateur écrit une équation par élément et la résout exactement, pour obtenir 2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl₂ + 8 H₂O + 5 Cl₂. Dans les équations ioniques, la charge totale doit aussi être la même des deux côtés, et le tableau la vérifie avec les atomes.

Erreurs fréquentes

Modifier les indices au lieu des coefficients : H₂O₂ à la place de H₂O n'équilibre pas la réaction, il en fait une autre.
Laisser des coefficients non simplifiés, comme 4 H₂ + 2 O₂ → 4 H₂O : on prend toujours les plus petits entiers.
Oublier la charge dans les équations ioniques : les atomes peuvent être conservés sans que les électrons le soient.

Questions fréquentes

Pourquoi ne peut-on pas changer les indices ?

Parce que l'indice fait partie de la formule : H₂O est l'eau, H₂O₂ l'eau oxygénée. Le coefficient dit combien de molécules réagissent, l'indice lesquelles.

Comment écrire les ions ?

Avec un accent circonflexe et la charge : Fe^3+, SO4^2-, H^+. On peut aussi coller de vrais exposants comme Fe³⁺, et les groupes entre parenthèses et les hydrates avec un point, comme CuSO4·5H2O, sont acceptés.

Que signifie une réaction qui admet plusieurs équilibrages ?

Qu'elle est en réalité la somme de deux réactions indépendantes, chacune équilibrée séparément, combinables en une infinité de proportions. Mieux vaut les écrire séparément.

Comment fonctionne ce calcul

Chaque élément donne une équation : la somme sur les réactifs du coefficient fois le nombre d'atomes de cet élément est égale à la même somme sur les produits. Les équations ioniques ajoutent une équation de charge. Le système homogène est résolu par le pivot de Gauss en fractions exactes : si l'espace des solutions est de dimension 1, on prend le vecteur aux coefficients tous positifs et on le réduit aux plus petits entiers en divisant par le PGCD.

Stœchiométrie et réactif limitant

Réactif limitant, rendement théorique et en pourcentage, et réactifs en excès à partir de grammes ou de moles.

Masse molaire

Masse molaire d'après la formule chimique avec composition centésimale.

Calcul des moles

Conversion entre grammes, moles, particules et volume de gaz.

Concentrations et dilutions

Molarité, molalité, pourcentages, ppm et dilution C₁V₁ = C₂V₂.