Vidéo question :: Équation équilibrée pour l’oxydation du sulfure de fer Chimie

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Le sulfure de fer (III) Fe2S3 réagit avec l’oxygène pour produire de l’oxyde de fer (III) Fe2O3 et du dioxyde de soufre SO2. Écris une équation chimique équilibrée pour cette réaction, en utilisant les nombres entiers les plus petits possibles pour les coefficients des réactifs et produits.

Commençons par identifier les réactifs et les produits. Le sulfure de fer (III) réagit avec l’oxygène. Le mot clé « réagit » indique que le sulfure de fer (III) et l’oxygène sont les réactifs. Rappelons que l’oxygène existe en tant que molécule diatomique sous sa forme pure. Une molécule diatomique est une molécule composée de deux atomes. Le réactif oxygène, on l’écrit O indice 2 pour représenter les deux atomes d’oxygène dans la molécule. Le sulfure de fer (III) et l’oxygène réagissent pour produire de l’oxyde de fer (III) et du dioxyde de soufre. Le mot-clé « produire » indique que l’oxyde de fer (III) et le dioxyde de soufre sont les produits.

Maintenant que nous avons identifié les réactifs et les produits, nous sommes prêts à équilibrer l’équation chimique. Nous allons commencer par faire une liste des éléments qui apparaissent dans l’équation chimique. Dans l’équation, on trouve les éléments fer, soufre et oxygène. Ensuite, on compte le nombre d’atomes de chaque élément des deux côtés de la réaction. On peut faire un tableau pour organiser ces informations. Nous avons déjà un début de tableau avec l’équation chimique non équilibrée et une liste d’éléments à gauche. On peut diviser le tableau en deux au niveau de la flèche séparant les réactifs et les produits.

Commençons par compter les atomes de fer. Du côté des réactifs, on voit deux atomes de fer dans le sulfure de fer (III). Et du côté des produits, on voit deux atomes de fer dans l’oxyde de fer (III). Maintenant, les atomes de soufre. Dans le sulfure de fer (III), on voit trois atomes de soufre. Et dans le dioxyde de soufre, on voit un atome de soufre. Enfin, regardons les atomes d’oxygène. Du côté des réactifs, l’oxygène diatomique contient deux atomes d’oxygène. Du côté des produits, l’élément oxygène apparaît dans les deux composés. Il y a trois atomes d’oxygène dans l’oxyde de fer (III) et deux atomes d’oxygène dans le dioxyde de soufre.

Maintenant que nous avons compté le nombre d’atomes de chaque élément des deux côtés, nous pouvons ajouter des coefficients à l’équation chimique afin d’équilibrer la réaction. Les coefficients sont des valeurs numériques qu’on place devant une partie ou la totalité des molécules de l’équation. Le coefficient indique le nombre de molécules de chaque espèce nécessaires pour équilibrer l’équation. Pour qu’une équation soit équilibrée, le nombre d’atomes de chaque élément doit être le même du côté des réactifs et des produits.

En regardant notre tableau, nous voyons qu’il y a deux atomes de fer du côté des réactifs et deux atomes de fer du côté des produits. Ces valeurs sont égales, ce qui signifie que les atomes de fer sont équilibrés. Il y a trois atomes de soufre du côté des réactifs et un atome de soufre du côté des produits. Ces valeurs ne sont pas égales, donc les atomes de soufre ne sont pas équilibrés. Il y a deux atomes d’oxygène du côté des réactifs, et trois plus deux, soit cinq atomes d’oxygène du côté des produits. Ces valeurs ne sont pas égales, donc les atomes d’oxygène ne sont pas non plus équilibrés.

Il peut souvent être difficile de décider par où commencer pour équilibrer une équation chimique. Une astuce, c’est de rechercher les éléments qui apparaissent dans l’équation chimique sous leur forme pure. En plaçant un coefficient devant la forme pure d’un élément, seul le nombre d’atomes de cet élément va changer. Il est souvent judicieux d’équilibrer ces éléments en dernier, puisqu’on peut les équilibrer sans changer le nombre d’atomes des autres éléments.

Donc, puisque nous allons équilibrer l’oxygène en dernier, et que le fer est déjà équilibré, nous pouvons commencer par équilibrer les atomes de soufre. Nous pouvons placer le coefficient trois devant le dioxyde de soufre. Ce coefficient indique qu’il y a trois molécules de dioxyde de soufre. Si une molécule de dioxyde de soufre contient un atome de soufre et deux atomes d’oxygène, alors trois molécules de dioxyde de soufre contiennent au total trois atomes de soufre et six atomes d’oxygène. Il y a maintenant trois atomes de soufre des deux côtés de la réaction, ce qui signifie que les atomes de soufre sont équilibrés.

En équilibrant les atomes de soufre, nous avons aussi changé le nombre d’atomes d’oxygène du côté des produits, qui est maintenant de neuf. Nous devons maintenant trouver quel coefficient placer devant la molécule d’oxygène du côté des réactifs, pour qu’il y ait neuf atomes d’oxygène des deux côtés de la réaction. Nous pouvons établir une équation pour nous aider à déterminer ce coefficient. Disons que le coefficient à placer devant la molécule d’oxygène est 𝑥. Si une molécule d’oxygène contient deux atomes d’oxygène, alors 𝑥 molécules d’oxygène contiendront deux 𝑥 atomes d’oxygène.

Nous savons que pour qu’une équation soit équilibrée, les nombres d’atomes du côté des réactifs et du côté des produits doivent être égaux. Donc, nous pouvons définir le nombre d’atomes d’oxygène du côté des réactifs étant égal au nombre d’atomes d’oxygène du côté des produits. En réorganisant l’équation, nous trouvons que 𝑥 est égal à neuf demis. En plaçant le coefficient neuf demis devant la molécule d’oxygène, nous avons bien neuf atomes d’oxygène du côté des réactifs. Il y a neuf atomes d’oxygène des deux côtés de la réaction, ce qui signifie que nous avons équilibré les atomes d’oxygène.

Nous avons donc équilibré la réaction. Cependant, la question nous demande d’équilibrer la réaction en utilisant des coefficients en nombres entiers. Nous pouvons nous débarrasser de la fraction neuf demis et maintenir une équation chimique équilibrée en multipliant par deux tous les coefficients de l’équation. Cela inclut les coefficients un, non écrits, devant le sulfure de fer (III) et l’oxyde de fer (III). Cela nous donne l’équation chimique équilibrée finale : deux Fe2S3 plus neuf O2 réagissent pour produire deux Fe2O3 plus six SO2.