Par Chris Deziel | Mis à jour le 24 mars 2022

Dans le domaine de la stœchiométrie, où les chimistes comparent les quantités relatives de substances dans les réactions, il est essentiel de savoir comment déterminer le rapport molaire. Que vous élaboriez la formule empirique d'un composé inconnu ou calculiez les quantités précises de réactifs et de produits dans une réaction, les principes sont les mêmes :identifier la relation entière la plus simple entre les espèces impliquées.

Déterminer une formule empirique

Lorsqu’un composé mystérieux est analysé pour sa composition élémentaire, vous mesurez généralement la masse de chaque élément présent. La conversion de ces masses en taupes (masse ÷ poids atomique) révèle combien de taupes existent pour chaque élément. De là, vous pouvez déduire le rapport de nombres entiers le plus simple :la formule empirique.

1. Calculez les taupes de chaque élément. Divisez la masse mesurée par le poids atomique de l’élément. Par exemple, un composé contenant 0,675 g de H, 10,8 g de O et 13,5 g de Ca donne :
   • H :0,675 g ÷ 1,01 gmol⁻¹ =0,675 mol
   • O :10,8 g ÷ 16,00 gmol⁻¹ =0,675mol
   • Ca :13,5 g ÷ 40,08 gmol⁻¹ =0,337mol
2. Divisez par la plus petite valeur molaire. Ici, Ca (0,337mol) est le plus petit. En divisant chaque valeur molaire par 0,337, on obtient :
   • H :0,675 ÷ 0,337 ≈ 2
   • O :0,675 ÷ 0,337 ≈ 2
   • Ca :0,337 ÷ 0,337 =1
3. Écrivez la formule empirique. Les rapports de nombres entiers résultants deviennent des indices :CaO₂H₂, généralement exprimé sous la forme Ca(OH)₂.

Équilibrer une équation de réaction

Lorsque les réactifs et les produits d'une réaction sont connus, vous pouvez écrire une équation déséquilibrée puis l'équilibrer en ajustant les coefficients stoechiométriques. Ces coefficients sont, en fait, les rapports molaires qui satisfont à la loi de conservation de la masse.

1. Commencez par l'équation déséquilibrée. Par exemple :H₂ + O₂ → H₂O.
2. Équilibrez les atomes. Multipliez chaque côté par le plus petit ensemble d’entiers qui égalise le nombre d’atomes pour chaque élément. L'équation équilibrée devient :2H₂ + O₂ → 2H₂O.
3. Interpréter les rapports molaires. A partir des coefficients :
   • Hydrogène en oxygène :2molH₂ :1molO₂ → 2:1
   • Oxygène dans l'eau :1molO₂ :2molH₂O → 1:2
   • Eau en hydrogène :2molH₂O :4molH₂ → 1:2 (simplifié)

Ces coefficients équilibrent non seulement l’équation, mais vous indiquent également combien de taupes de chaque espèce participent à la réaction. La maîtrise de cette technique garantit des calculs stœchiométriques précis pour tout processus chimique.