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Vidéo de question : Équilibrer l’équation chimique de la réaction entre le sodium métallique et le dioxygène Chimie

Laquelle des formules suivantes est la bonne équation équilibrée de la réaction du sodium avec le dioxygène ? [A] 2 Na (s) + O₂ (g) ⟶ 2 Na₂O₂ (s) [B] 2 Na (s) + O₂ (g) ⟶ 4 Na₂O (s) [C] 4 Na (s) + O₂ (g) ⟶ 2 NaO₂ (s) [D] 4 Na (s) + O₂ (g) ⟶ 2 Na₂O (s) [E] 2 Na (s) + O₂ (g) ⟶ 2 NaO₂ (s)

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Transcription de vidéo

Laquelle des formules suivantes est la bonne équation équilibrée correcte de la réaction du sodium avec le dioxygène ? (A) Deux Na solide plus O2 gazeux réagissent pour former Na2O2 solide. (B) Deux Na solide plus O2 gazeux réagissent pour former quatre Na2O solide. (C) Quatre Na solide plus O2 gazeux réagissent pour former deux NaO2 solide. (D) Quatre Na solide plus O2 gazeux réagissent pour former deux Na2O solide. Ou (E) deux Na solide plus O2 gazeux réagissent pour former NaO2 solide.

On peut faire réagir du sodium avec du dioxygène pour former du Na2O ou oxyde de sodium. Alternativement, le sodium peut être mis à réagir avec du dioxygène pour produire du Na2O2, le peroxyde de sodium. Le NaO2 ou superoxyde de sodium peut quant à lui être préparé en faisant réagir du peroxyde de sodium avec du dioxygène à température et pression élevées. Il est donc possible de former ce produit. On peut déterminer laquelle des équations est correcte en les examinant les unes après les autres et en vérifiant si elles sont correctement équilibrées.

Commençons par l’option (A). On peut négliger les symboles d’état car ils sont tous les mêmes. Il n’y a que deux éléments dans ces réactions, le sodium et l’oxygène. Dans cette équation de réaction, il n’y a qu’une seule espèce de réactifs contenant du sodium. C’est le cas pour toutes les réponses proposées. Il a un coefficient stœchiométrique de deux. Nous pouvons donc reporter un total de deux pour le sodium dans la colonne des réactifs. Et il n’y a qu’une seule espèce contenant de l’oxygène du côté des réactifs. C’est de l’oxygène gazeux, et c’est la même chose pour toutes les réponses possibles de (A) à (E). Il porte un indice de deux. On peut donc totaliser deux pour l’oxygène dans la colonne des réactifs. Toutes les options de (A) à (E) ont une seule mole de dioxygène gazeux comme réactif de départ, on peut donc garder ce compte pour toutes les équations.

Pour le sodium présent côté produit, il porte un indice de deux et un coefficient stœchiométrique de deux. En multipliant ces valeurs ensemble, on obtient une valeur de quatre. C’est la même chose pour l’oxygène. Il porte un indice de deux et a un coefficient stœchiométrique de deux. On peut multiplier ces valeurs pour obtenir une valeur de quatre. On constate donc que ni le sodium ni l’oxygène ne sont équilibrés. Ainsi, l’équation de la réponse (A) n’est pas équilibrée, et elle ne peut donc pas être la bonne réponse à la question.

L’option (B) est la réaction où deux Na plus O2 réagissent pour produire quatre Na2O. Encore une fois, on a une valeur de deux pour le sodium côté réactif. Mais côté produit, le sodium porte l’indice deux et un coefficient stœchiométrique de quatre. Si on multiplie ces valeurs, on obtient une valeur de huit. Donc, on a un total de huit sodium côté produit. L’oxygène n’a pas d’indice, ce qui équivaut à un indice un. Mais il a un coefficient stœchiométrique de quatre, on a donc un total de quatre oxygène côté produit. Encore une fois, les comptes pour l’oxygène et le sodium ne sont pas équilibrés. Donc, l’option (B) ne peut pas être la réponse à cette question.

L’équation (C) dit que quatre Na plus O2 réagissent pour former deux NaO2. Cette fois, le sodium a un coefficient stoechiométrique de quatre côté réactifs. Mais côté produit, son coefficient est deux. Donc, on ne compte que deux sodium dans la colonne des produits. L’oxygène, en revanche, porte l’indice deux et a un coefficient stœchiométrique de deux. Si on multiplie ces valeurs ensemble, on obtient une valeur de quatre. Encore une fois, ni le sodium ni l’oxygène ne sont équilibrés, et l’équation (C) n’est pas la bonne réponse à cette question.

L’option (D) dit que quatre Na plus O2 réagissent pour former deux Na2O. Le sodium côté réactifs a un coefficient stœchiométrique de quatre. On totalise donc quatre sodium dans la colonne des réactifs. Du côté du produit, le sodium porte un indice de deux et un coefficient stœchiométrique de deux. On obtient également une valeur de quatre en multipliant ces deux valeurs ensemble. L’oxygène côté produit n’a pas d’indice mais a un coefficient stœchiométrique de deux. On compte donc deux oxygène du côté du produit. Le sodium a un total de quatre côté réactif et côté produit. Et l’oxygène a un total de deux côté réactif et côté produit. Ainsi, comme le sodium et l’oxygène sont équilibrés, on peut dire que l’équation de la réaction est équilibrée.

Il semble donc que l’option (D) soit la réponse à cette question. Afin de confirmer ce choix, examinons finalement l’équation (E). Le sodium côté réactif a un coefficient stœchiométrique de deux, ainsi que du côté produit. Mais l’oxygène côté produit a un indice de deux et un coefficient stœchiométrique de deux. On obtient donc une valeur de quatre en les multipliant. Donc, bien que le sodium soit équilibré, l’oxygène ne l’est pas. Donc, l’option (E) ne peut pas être la réponse à cette question.

Par conséquent, la réponse à la question « Laquelle des réponses suivantes est l’équation équilibrée correspondant à la réaction du sodium avec l’oxygène ? » est (D) : quatre Na solide plus O2 gazeux réagissent pour former deux Na2O solide.

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