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Laquelle des équations suivantes décrit correctement la réaction entre le potassium et le chlore ? (A) Deux K solide plus Cl2 gazeux réagissent pour produire deux KCl solide. (B) Deux K solide plus deux Cl2 liquide réagissent pour produire deux KCl solide. (C) Deux K solide plus deux Cl2 gazeux réagissent pour produire du KCl aqueux. (D) Deux K solide plus Cl2 gazeux réagissent pour produire deux KCl aqueux. Ou (E) K solide plus Cl2 gazeux réagissent pour produire KCl solide.
Le potassium et le dichlore réagissent ensemble pour produire du chlorure de potassium, KCl. Le potassium a pour symbole K. Et c’est un solide à température ambiante, comme tous les métaux à l’exception du mercure. Il réagit avec le chlore, qui, à température et à pression ambiantes, est un gaz diatomique. La réponse (B) indique que le chlore est un liquide. Ce n’est pas le cas dans ces conditions de réaction. L’équation (B) ne peut donc pas être la réponse à cette question. Lorsque le métal solide est chauffé en présence du gaz, il produit du chlorure de potassium sous forme solide.
Les options (C) et (D) proposent des équations dans lesquelles le chlorure de potassium est sous forme aqueuse. Cela est peu probable étant donné qu’on fait réagir un solide avec un gaz et qu’il n’y a pas d’eau impliquée dans la réaction. Par conséquent, on peut exclure les équations (C) et (D) comme réponses possibles à cette question. Les deux propositions (A) et (E) utilisent les symboles chimiques et les symboles d’état adéquats, mais ont des coefficients stœchiométriques différents. Il nous faut donc comprendre comment équilibrer correctement cette équation.
Commençons par compter le nombre de chaque élément se trouvant de chaque côté de l’équation. Un seul équivalent de potassium est présent du côté des réactifs. On ne retrouve également qu’un équivalent de potassium du côté des produits. On dénombre donc un potassium dans la colonne des produits. Le chlore n’est présent que dans l’un des deux réactifs, mais sa valeur d’indice y est de deux. On dénombre donc un total de deux chlore dans la colonne des réactifs. Cependant, il n’y a qu’un équivalent de chlore côté produit. Donc, on compte un chlore dans la colonne des produits.
Pour que l’équation soit correcte, le compte de chaque élément dans les deux colonnes doit être équilibré. À ce stade, c’est le cas pour le potassium mais pas pour le chlore. Nous avons besoin d’un équivalent de chlore supplémentaire côté produits. Si on ajoute un nouvel équivalent de chlorure de potassium, le nombre d’équivalents de chlore côté produits augmente de un. Ainsi, les atomes de chlore sont maintenant équilibrés. Mais le nombre d’équivalents de potassium côté produits augmente également d’une unité. Donc, le potassium n’est plus équilibré. Pour que le potassium soit à nouveau équilibré, le nombre d’équivalents côté réactifs doit maintenant être augmenté. Si on ajoute un nouvel équivalent de potassium, il y aura deux équivalents de potassium de chaque côté de l’équation. L’équation est alors équilibrée.
On voit maintenant que les coefficients stœchiométriques sont de deux pour le potassium, de un pour le dichlore gazeux, qui peut donc être omis, et de deux pour le chlorure de potassium. Ainsi, notre équation finale est que deux K solide plus un Cl2 gazeux réagissent pour produire deux KCl solide. Cette équation correspond à la réponse (A), mais pas à la réponse (E). Il apparaît donc que la proposition (A) est la réponse à cette question. On peut le vérifier avec une équation générale.
Les réactions entre les gaz halogènes, tels que le dichlore, et les métaux alcalins, dont le potassium fait partie, peuvent être résumées par l’équation : deux M solide plus X deux gazeux réagissent pour produire deux MX solide. Si on remplace M, qui représente le métal, par K, et X, qui représente l’halogène, par Cl, on trouve également que cela correspond à l’équation (A). Donc, la réponse à la question « Laquelle des équations suivantes décrit correctement la réaction entre le potassium et le chlore ? » est (A). Deux K solide plus Cl2 gazeux réagissent pour produire deux KCl solide.
