Je réponds / stœchiométrie et calculs


Je sais que ça ne concerne que peu de mamans mais…  ça peut être utile pour certaines.

«Ma fille fera les examens du Mels au printemps, présentement nous sommes dans les calculs de stoechiométrie, comprends-tu quelque chose toi à ses calculs?  As-tu un truc pour les résoudre facilement.  On n’y arrive absolument pas ou si on y arrive c’est par hasard.»

Effectivement, c’est une section loin d’être simple quand on n’a pas un truc ou deux à utiliser.  Il n’y a qu’une chose à faire pour que ce soit simple…  une belle marche à suivre infaillible, on adore ça!!!!

Je vais tenter, avec un exemple de vous montrer ce que j’utilise comme démarche.

Soit une équation comme celle-ci :

Fe + O2 + H2O → Fe(OH) 3

Étape 1 :

Balancement de l’équation. Ça semble ridicule mais sans cette étape tout ce qui viendra après ne servira à rien.

 Je ne reviendrai pas sur la façon de balancer l’équation.  Comme c’est assez simple, j’imagine que cette notion est déjà acquise.

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3

Étape 2 :

Je lis ma fameuse question attentivement.

Cette question contient TOUJOURS un connu et un inconnu.  TOUJOURS.  C’est ce que je dois identifier.  Ces deux choses représentent ma première ligne de calcul.

Ma question :Combien de moles d’eau (H2O) seront nécessaires pour obtenir 0,75 mole de Fe(OH)3?

mon connu ?  0,75 mole de Fe(OH)3

mon inconnu ? Combien de moles d’eau (H2O)

J’écris donc ma première ligne sous mon équation.

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3

                          ? mole   0.75 mole de Fe(OH)3

Donc??????

Équation balancée…  on identifie les éléments qui seront en jeu.

première ligne de calcul : connu et inconnu.

*** très important : il faut toujours indiquer les unités ( moles, grammes) puisque la deuxième ligne de calcul devra «obligatoirement» avoir les mêmes unités.

Étape 3 :

Notre équation balancée est notre référence…  comme la recette d’un gâteau.  Elle nous indique clairement combien de tasses (mes coefficients) de chaque ingrédient ma recette exige.  Cette équation est essentielle…  c’est avec elle que nous allons travailler dans la 3e étape.  Cette équation contient tous les éléments nécessaires pour résoudre tous les calculs.Pour la 3e étape, j’utilise mon équation balancée pour compléter ma deuxième ligne de calcul.Il faut se rappeler que les coefficients indiquent le nombre de mole que ma recette exige pour la réaction.  (Dans ce cas-ci, j’ai besoin de 6 moles d’eau pour obtenir 4 moles de Fe(OH)3 )J’utilise donc ces informations pour écrire ma deuxième équation.

4Fe + 3O2 + 6H2O         →        4Fe(OH) 3
                          ? mole H2O   0.75 mole de Fe(OH)3
                          6 moles  H2O→   4 moles de Fe(OH)3

 

Je fais mon éternel produit croisé…

 

6 moles d’H2O  X  0.75 mole de Fe(OH)3   /  4 moles de Fe(OH)3  =  1.125 mole d’H2O

+++++++++++++++++++++++++++

Là où ça devient plus difficile pour plusieurs élèves c’est lorsqu’on utilise un connu et un inconnu dans des unités différentes.

Pourtant, c’est exactement la même démarche.

Ma question :  Combien de grammes de Fe réagissent avec 0,5 mole de O2?

 Étape 1 : mon équation balancée

 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3

 Étape 2 : ma première ligne de calcul représente mon connu et mon inconnu.

 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3

?g de Fe 0,5 mole de O2

Étape 3 : j’utilise les informations de mon équation balancée pour construire ma deuxième ligne de calcul.

 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3

?g de Fe 0,5 mole de O2

***J’ai besoin, ici, d’information en gramme pour le Fe…  votre enfant devrait être familier avec le calcul de la masse molaire.  Puisqu’on demande une information en «gramme» c’est exactement ce que l’on demande ici.

On utilise le tableau périodique pour trouver la masse molaire du Fe mais… et c’est très important…  on n’oublie pas les informations que ma recette me donne.  Ici, il y a 4 moles de Fe.   4 X 55.847 g = 223.39 g

Je place cette information dans mon calcul…  à la deuxième ligne

 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3

?g de Fe 0,5 mole de O2
223.39 g de Fe

*** Ici, pour compléter cette deuxième ligne, j’ai besoin d’une information donnée par mon équation balancée sur le nombre de mole de O2.

 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3

?g de Fe 0,5 mole de O2
223.39 g de Fe 3 moles de O2

Puis…  comme toujours, je fais mon éternel produit croisé.

223.39 g de Fe  X  0,5 mole de O2  /  3 moles de O2 =  37, 23 g de Fe

 +++++++++++++++++++++++++++

Une dernière question :Combien de moles de O2 seront utilisées lors de la formation de 250 g de Fe(OH)3?

 Je répète continuellement la même démarche :

 Étape 1 : mon équation balancée

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3
Étape 2 : ma première ligne de calcul représente mon connu et mon inconnu.
4Fe + 3O2 + 6H2O4Fe(OH) 3
             ? mole de O2 250 g de Fe(OH) 3

Étape 3 : j’utilise les informations de mon équation balancée pour construire ma deuxième ligne de calcul.

***  Combien de mole de O2 contient mon équation balancée?  3 moles…  je l’indique dans ma deuxième ligne de calcul.

4Fe + 3O2 + 6H2O4Fe(OH) 3
             ? mole de O2 250 g de Fe(OH) 3

3 moles de O2

*** Quelle information en gramme peut me donner mon équation balancée?  sa masse molaire.  donc…  ici :  4 X (55.847 + ( 3 X (1.008 X 15.999))  = 416.91g    Je place cette information dans ma deuxième ligne de calcul.

 4Fe + 3O2 + 6H2O4Fe(OH) 3

             ? mole de O2 250 g de Fe(OH) 3
                                                          3 moles de O2  416.91 g de Fe(OH) 3

Je fais encore mon éternel produit croisé.

3 moles de O2  X 250 g de Fe(OH) 3  /  416.91 g de Fe(OH) 3   =   1.80 moles de O2

 +++++++++++++++++++++++++++

Vous voyez, c’est très très simple…  Il ne suffit que de deux lignes pour faire tous les calculs de base proposés pour un secondaire 4.

 C’est beaucoup plus simple de l’expliquer oralement, j’espère que mon explication sera suffisamment claire pour vous aider.  Je sais que plusieurs manuels utilisent des méthodes complètement différentes pour atteindre le même résultat.  Il y en a d’autres, peut-être même meilleures, mais j’aime la simplicité de cette façon de faire.

2 réflexions sur “Je réponds / stœchiométrie et calculs

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