Transcription de la vidéo
Le nitrure de magnésium réagit vigoureusement avec l’eau pour former de l’ammoniac et de l’hydroxyde de magnésium, selon la réaction suivante : __Mg3N2 plus __ H2O réagit pour produire __ NH3 plus __ Mg(OH)2. Laquelle des séquences suivantes indique les coefficients stœchiométriques dans le bon ordre pour équilibrer cette équation de réaction ? (A) Un, trois, un, deux, (B) un, trois, deux, deux, (C) deux, six, quatre, trois, (D) deux, trois, quatre, trois ou (E) un, six, deux, trois.
Nous devons essentiellement équilibrer cette équation. Commençons par la réécrire. Nous avons du nitrure de magnésium, ou Mg3N2, qui réagit avec de l’eau, ou H2O, pour produire de l’ammoniac, NH3, et de l’hydroxyde de magnésium, Mg(OH)2. Identifions d'abord tous les éléments présents. Nous avons du Mg, magnésium, du N, azote, du H, hydrogène et du O, oxygène. Nous devons maintenant calculer le nombre d’équivalents de chaque atome dans les réactifs du côté gauche de l’équation ainsi que dans les produits du côté droit de l’équation.
Commençons par Mg, le magnésium. Le magnésium apparaît une seule fois du côté des réactifs avec un indice de trois. Nous pouvons donc écrire trois à côté du magnésium dans la colonne des réactifs. Du côté droit de l’équation, le magnésium apparaît une seule fois, mais il n'a pas d'indice. Par conséquent, il n’y a qu’un seul équivalent.
En faisant la même chose pour l’azote, nous écrivons deux du côté des réactifs et un du côté des produits. Si nous répétons ce processus pour l’hydrogène, nous écrivons deux du côté des réactifs et trois plus deux du côté des produits. Nous avons donc un total de cinq pour l’hydrogène du côté des produits. En refaisant la même chose pour l’oxygène, nous écrivons un à gauche et deux à droite.
Afin d'équilibrer l’équation de réaction, nous devons nous assurer que les décomptes de chaque côté du tableau soient égaux. Examinons d'abord le magnésium. Nous avons trois équivalents du côté des réactifs, mais seulement un du côté des produits. Si nous avions plutôt trois moles d’hydroxyde de magnésium, nous aurions trois équivalents en magnésium du côté des produits. Par conséquent, les décomptes seraient égaux. Ce faisant, nous augmentons également la quantité d’oxygène et d’hydrogène.
Nous pouvons compter trois équivalents en oxygène. Toutefois, comme chaque équivalent en hydroxyde de magnésium contient deux équivalents en ions hydroxyde, nous avons en fait besoin d’un total de six pour les atomes d’oxygène. Il en va de même pour le nombre d’atomes d’hydrogène. Comme il y a trois équivalents en hydrogène dans l’ammoniac, nous obtenons un total de neuf pour l’hydrogène.
Équilibrons maintenant le nombre d’atomes d’azote. Nous avons deux équivalents du côté des réactifs et un équivalent du côté des produits qui provient de l’ammoniac. Si nous avons deux moles d’ammoniac, nous aurons alors deux équivalents en azote du côté des produits, qui est maintenant équilibré avec le décompte de l’azote du côté des réactifs. Ce faisant, nous augmentons le nombre d’atomes d’hydrogène. Ce nombre est augmenté de trois, ce qui porte le nombre total d’atomes d’hydrogène du côté des produits à 12.
Essayons maintenant d’équilibrer le nombre d’atomes d’hydrogène. Il y en a un total de 12 du côté des produits, mais de seulement deux du côté des réactifs. Nous devons donc augmenter ce nombre à 12. Si nous ajoutons une autre mole de H2O du côté des réactifs, nous augmentons le décompte de l’hydrogène par deux et de l’oxygène par un. Or, nous avons toujours seulement quatre atomes d'hydrogène du côté des réactifs, alors que nous en avons besoin de 12. Par conséquent, si nous répétons ce processus d’ajout d’équivalents en eau du côté des réactifs, nous finirons par obtenir un total de 12 atomes d’hydrogène. Un total de six moles d’eau du côté des réactifs nous permet d’équilibrer le nombre d’atomes d’hydrogène. En équilibrant le magnésium, l’azote et l’hydrogène, nous avons par inadvertance équilibré le nombre d’atomes d’oxygène.
Maintenant que le nombre d’équivalents de chaque atome est équilibré des deux côtés de l’équation, nous pouvons calculer les coefficients stœchiométriques. Le coefficient pour le nitrure de magnésium est de un, le coefficient pour l’eau est de six, le coefficient pour l’ammoniac est de deux et le coefficient pour l’hydroxyde de magnésium est de trois. Nous venons donc de calculer les coefficients comme étant un, six, deux et trois, ce qui correspond aux valeurs fournies dans le choix de réponse (E).
Par conséquent, la réponse à la question « Laquelle des séquences suivantes indique les coefficients stœchiométriques dans le bon ordre pour équilibrer cette équation de réaction ? » est (E) un, six, deux, trois.