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Vidéo de question : Écrire une équation équilibrée pour la décomposition de l’acide phosphoreux Chimie

Lorsqu’il est chauffé, l’acide phosphoreux (H₃PO₃) se décompose en acide phosphorique (H₃PO₄) et en phosphine gazeuse toxique piquante (PH₃). Écrivez une équation chimique équilibrée pour cette réaction en utilisant les plus petits coefficients de nombres entiers possibles pour les réactifs et les produits.

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Transcription de vidéo

Lorsqu’il est chauffé, l’acide phosphoreux, H3PO3, se décompose en acide phosphorique, H3PO4, et en phosphine, un gaz toxique piquant, PH3. Écrivez une équation chimique équilibrée pour cette réaction en utilisant les plus petits coefficients de nombres entiers possibles pour les réactifs et les produits.

Commençons par identifier les réactifs et les produits. L’acide phosphoreux se décompose. Le mot-clé se décomposer indique qu’il s’agit d’une réaction de décomposition. Lors d’une réaction de décomposition, un réactif unique se décompose en deux produits ou plus. Cela signifie que l’acide phosphoreux sera le seul réactif. L’acide phosphoreux se décompose en acide phosphorique et en phosphine. Ces deux substances sont les produits.

Maintenant que nous avons identifié le réactif et les produits, nous pouvons commencer à équilibrer cette équation chimique. Commençons par identifier les éléments impliqués dans la réaction. Chaque élément est représenté par un symbole chimique qui est soit une lettre majuscule, soit une lettre majuscule suivie d’une lettre minuscule. Ce qu’il faut faire, c’est observer l’équation chimique pour la décomposer en différents groupes de lettres.

Au début de l’équation, on trouve un H majuscule. C’un symbole chimique. Ce symbole chimique apparaît dans deux autres molécules de l’équation. On voit également un P majuscule qui apparaît dans trois molécules de l’équation, et un O majuscule, dans deux molécules de l’équation. Pour le moment, on ne s’intéresse pas aux valeurs en indice. On peut lister ces éléments en faisant correspondre chaque symbole chimique au nom de l’élément en s’aidant du tableau périodique. H majuscule représente l’hydrogène, P majuscule représente le phosphore et O majuscule l’oxygène. L’étape suivante consiste à compter le nombre d’atomes de chaque élément des deux côtés de la réaction.

On peut s’aider d’un tableau afin d’organiser plus clairement ces informations. Le tableau est constitué à gauche des éléments énumérés et de l’équation chimique non équilibrée écrite en haut. Le tableau peut être divisé en deux au niveau de la flèche de réaction, séparant ainsi les réactifs des produits. Maintenant, on peut commencer par compter les atomes d’hydrogène. Il y a trois atomes d’hydrogène dans chaque molécule d’acide phosphoreux côté réactif. Nous pouvons le noter dans le tableau. Du côté des produits, il y a trois atomes d’hydrogène dans chaque molécule d’acide phosphorique et trois atomes d’hydrogène dans chaque molécule de phosphine.

Maintenant, nous pouvons compter les atomes de phosphore. Du côté des réactifs, on compte un atome de phosphore. Et du côté des produits, on voit qu’il y a un atome de phosphore dans chaque molécule d’acide phosphorique et un atome de phosphore dans chaque molécule de phosphine. Enfin, terminons par compter les atomes d’oxygène. Il y a trois atomes d’oxygène du côté des réactifs. Et du côté des produits, nous voyons quatre atomes d’oxygène. Maintenant que nous avons compté le nombre d’atomes de chaque élément, nous pouvons ajouter les coefficients qui permettront d’équilibrer cette équation chimique. Une équation chimique est équilibrée lorsque le nombre d’atomes de chaque élément est le même des deux côtés de la réaction. Il y a trois atomes d’hydrogène du côté réactif et trois plus trois, soit six atomes d’hydrogène du côté des produits. Ces valeurs ne sont pas identiques. Cela signifie que les atomes d’hydrogène sont déséquilibrés.

Il y a un atome de phosphore du côté réactif et un plus un, soit deux atomes de phosphore au total côté produits. Ces valeurs ne sont pas égales, ce qui signifie que les atomes de phosphore ne sont pas équilibrés non plus. Il y a trois atomes d’oxygène côté réactif et quatre côté produits. Ces valeurs ne sont pas égales, ce qui signifie que les atomes d’oxygène sont également déséquilibrés. Il est parfois difficile de décider par quel élément commencer à équilibrer l’équation. Un conseil utile est de commencer à équilibrer l’élément qui apparaît avec le plus petit nombre du côté des réactifs et du côté des produits. Par conséquent, nous allons commencer par équilibrer les atomes d’oxygène.

Il faut choisir le coefficient tel que, placé devant la molécule d’acide phosphoreux, il donnera un total de quatre atomes d’oxygène du côté réactif. Appelons ce coefficient le coefficient 𝑥. Si une molécule d’acide phosphoreux contient trois atomes d’oxygène, 𝑥 molécules d’acide phosphoreux contiendront trois fois 𝑥 atomes d’oxygène. On définit le nombre d’atomes d’oxygène du côté du réactif égal au nombre d’atomes d’oxygène du côté des produits. On peut alors réorganiser l’équation avec 𝑥 en inconnue et on détermine que 𝑥 est égal à quatre tiers. C’est le coefficient.

Placer un coefficient de quatre tiers devant l’acide phosphoreux changera le nombre d’atomes d’hydrogène, de phosphore et d’oxygène du côté du réactif. Cela signifie qu’il y a maintenant quatre atomes d’hydrogène, quatre tiers d’atomes de phosphore et quatre atomes d’oxygène côté réactif. Avec quatre atomes d’oxygène côté réactif et quatre atomes d’oxygène côté produits, les atomes d’oxygène sont maintenant équilibrés.

Nous pouvons ensuite équilibrer les atomes d’hydrogène. Pour ce faire, on peut placer un coefficient devant l’acide phosphorique ou devant la phosphine. Placer un coefficient devant la molécule d’acide phosphorique changerait le nombre d’atomes d’hydrogène, de phosphore et d’oxygène du côté du produit. Mais cela entraînerait un nouveau déséquilibre des atomes d’oxygène. Au contraire, placer un coefficient devant la molécule de phosphine ne modifierait que le nombre d’atomes de phosphore et d’hydrogène. Les atomes d’oxygène ne seraient pas affectés et resteraient équilibrés. Par conséquent, tâchons de déterminer quel coefficient représenté par la variable 𝑦 permet d’équilibrer les atomes d’hydrogène.

Le coefficient 𝑦 représente le nombre de molécules de phosphine gazeuse. Si chaque molécule de phosphine gazeuse contient trois atomes d’hydrogène, 𝑦 molécules de phosphine gazeuse contiendront trois fois 𝑦 atomes d’hydrogène. On définit le nombre d’atomes d’hydrogène côté réactif égal au nombre d’atomes d’hydrogène côté produits et on réorganise l’équation pour résoudre l’inconnue 𝑦. On trouve que 𝑦 est égal à un tiers. Placer un coefficient d’un tiers devant la molécule de phosphine gazeuse affecte le nombre d’atomes de phosphore et d’hydrogène du côté produits. Un tiers des molécules de phosphine gazeuse contiendront un atome d’hydrogène et un tiers d’atome de phosphore. Cela nous donne un total de quatre atomes d’hydrogène et de quatre tiers d’atomes de phosphore du côté des produits.

Le nombre d’atomes d’hydrogène et de phosphore est le même des deux côtés de la réaction. Cela signifie que les atomes d’hydrogène et de phosphore sont équilibrés. La réaction est finalement équilibrée ; cependant, on nous demande dans la question d’équilibrer la réaction avec des coefficients de nombres entiers. On peut simplement se débarrasser des fractions et maintenir une équation chimique équilibrée en multipliant tous les coefficients par trois. Cela nous donne une équation chimique équilibrée finale de quatre H3PO3 donnent trois H3PO4 plus PH3.

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