La stœchiométrie est une branche de la chimie qui fait référence au calcul des quantités de réactifs et de produits dans les réactions chimiques. Il est basé sur la conservation de la masse où la masse totale des réactifs est égale à la masse totale des produits d'une réaction chimique. La stœchiométrie permet aux chimistes de prédire les quantités de substances nécessaires ou produites dans une réaction donnée.
Taupes : La taupe est une unité de base en chimie pour exprimer les quantités d’une substance chimique. Elle est définie comme la quantité de toute substance contenant autant d’entités (atomes, molécules, ions, etc.) qu’il y a d’atomes dans 12 grammes de carbone 12 pur.
Nombre d'Avogadro : Le nombre d'Avogadro, \(6.022 \times 10^{23}\) , est le nombre d'unités dans une mole de n'importe quelle substance. Il représente le nombre d’atomes contenus dans 12 grammes de carbone 12.
Masse molaire : La masse molaire d'une substance est la masse d'une mole de cette substance. Les unités de masse molaire sont les grammes par mole (g/mol).
Équations chimiques : les équations chimiques fournissent une représentation symbolique d'une réaction chimique, montrant les réactifs et les produits ainsi que leurs coefficients, qui représentent le nombre relatif de moles de chaque substance impliquée dans la réaction.
Pour effectuer des calculs stœchiométriques, il faut d’abord équilibrer l’équation chimique de la réaction. Une équation équilibrée est conforme à la loi de conservation de la masse et permet la comparaison directe des réactifs et des produits en termes de moles.
Exemple : Considérons la réaction dans laquelle l’hydrogène gazeux réagit avec l’oxygène gazeux pour produire de l’eau. L'équation chimique équilibrée est : \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\)
Cette équation nous dit que 2 moles d’hydrogène gazeux réagissent avec 1 mole d’oxygène gazeux pour produire 2 moles d’eau. Grâce à la stœchiométrie, nous pouvons calculer la quantité d’eau produite à partir d’une quantité donnée d’hydrogène ou d’oxygène, et vice versa.
Les nombres devant les formules chimiques dans une équation chimique équilibrée sont appelés coefficients stœchiométriques. Ils représentent le rapport dans lequel les substances réagissent et se forment. Ces coefficients sont essentiels pour les calculs stœchiométriques.
Dans une réaction chimique, le réactif limitant est le réactif qui est complètement consommé en premier, limitant la quantité de produits pouvant être formés. Le réactif en excès est le réactif qui reste une fois la réaction terminée.
La détermination du réactif limitant est une étape cruciale dans les calculs stœchiométriques car elle définit le rendement théorique maximum du produit.
Le rendement théorique est la quantité maximale de produit pouvant être produite à partir d'une quantité donnée de réactifs, en supposant une conversion complète, calculée par stœchiométrie. Le rendement réel est la quantité de produit réellement produite lors de la réaction chimique. Le pourcentage de rendement est une mesure de l'efficacité d'une réaction, calculée en divisant le rendement réel par le rendement théorique et en multipliant par 100.
La stœchiométrie ne se limite pas aux calculs théoriques. Il a des applications pratiques dans de nombreux domaines, tels que :
La stœchiométrie est un concept fondamental en chimie qui est essentiel pour comprendre les réactions chimiques et faire des prédictions quantitatives précises sur les quantités de réactifs et de produits impliqués. Il trouve des applications dans divers domaines, ce qui en fait un outil crucial pour les scientifiques et les ingénieurs.
