Ajuster une équation chimique : espèces, transformation et bilan.
Modifier les coefficients sans changer les formules afin de conserver chaque type d’atome, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations ; la fiche associe une réponse directe, un cas analysé, 7 activités corrigées et 2 repères de progression.
Ajuster une équation chimique : ce qu’il faut retenir.
Pour maîtriser « Ajuster une équation chimique », retenez d’abord la règle qui relie « coefficient » à « formule ». Le cas repère montre ensuite comment utiliser « conservation » sans sauter l’étape de vérification.
Modifier les coefficients sans changer les formules afin de conserver chaque type d’atome, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations.
Modifier les coefficients sans changer les formules afin de conserver chaque type d’atome, expliciter le système étudié et conserver des unités compatibles à chaque étape.
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O conserve quatre H et deux O.
Changer H₂O en H₂O₂ pour équilibrer l’oxygène.
- 01GRANDEURcoefficient
- 02RELATIONformule
- 03UNITÉconservation
Le schéma sert de contrôle : partez de « coefficient », appliquez « formule », puis vérifiez avec « conservation ».
Figure de chimie reliant la règle de Ajuster une équation chimique à un exemple vérifiable. Pour « Ajuster une équation chimique », le dessin isole la relation utile ; la correction détaillée reste la référence pour refaire le raisonnement.
Une réponse que l’on peut vérifier.
Le cas « 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O conserve quatre H et deux O. » se lit à deux échelles : les observations accessibles au laboratoire et le modèle particulaire ou chimique qui les explique. La conclusion doit préciser l’état initial, la transformation éventuelle et l’indice relié à « coefficient » ; nommer une espèce sans preuve ne suffit pas.
Ce que l’on peut conclure — et pas davantage.
Un modèle microscopique rend compte d’observations dans des conditions données. Il faut distinguer corps pur et mélange, transformation physique et chimique, système ouvert et fermé, sans attribuer aux particules les propriétés macroscopiques de l’échantillon.
Étudier « Ajuster une équation chimique » : système, données, modèle, unités et vérification.
Pour « Ajuster une équation chimique », la méthode relie chaque donnée à la règle, à la réponse puis à un contrôle capable de révéler une erreur.
- 01
Définir le système
Dans le premier cas, on obtient quatre atomes H et deux atomes O de chaque côté ; cet indice délimite le système et les grandeurs réellement utiles.
- 02
Choisir le modèle
Le cas suivant mène à « 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃ » parce que les coefficients donnent quatre atomes Fe et six atomes O dans chaque membre ; le modèle respecte alors la règle « Modifier les coefficients sans changer les formules afin de conserver chaque type d’atome, expliciter le système étudié et conserver des unités compatibles à chaque étape ».
- 03
Confronter calcul et mesure
Le troisième résultat est « Parce que changer l’indice transforme l’espèce chimique : H₂O₂ est du peroxyde d’hydrogène, pas de l’eau » ; il peut être confronté aux données puisque seuls les coefficients stœchiométriques peuvent être modifiés.
- 04
Tester la limite
La démarche « Changer H₂O en H₂O₂ pour équilibrer l’oxygène » doit être rejetée si elle contredit les unités, les observations ou la règle « Modifier les coefficients sans changer les formules afin de conserver chaque type d’atome, expliciter le système étudié et conserver des unités compatibles à chaque étape ».
« Ajuster une équation chimique » : relier le système, le modèle et la mesure.
L’objectif est « Modifier les coefficients sans changer les formules afin de conserver chaque type d’atome, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations » : les trois situations ci-dessous montrent quelle donnée déclenche la décision, ce qui change d’un cas à l’autre et comment contrôler la conclusion.
La règle sur un cas simple
À la question « Ajustez : H₂ + O₂ → H₂O. », la réponse est « 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O » : On obtient quatre atomes H et deux atomes O de chaque côté.
Le cas qui change la décision
Dans « Ajustez : Fe + O₂ → Fe₂O₃. », on obtient « 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃ » : Les coefficients donnent quatre atomes Fe et six atomes O dans chaque membre.
La limite qui révèle la maîtrise
Le cas « Pourquoi ne peut-on pas écrire H₂ + O₂ → H₂O₂ pour ajuster la formation d’eau ? » conduit à « Parce que changer l’indice transforme l’espèce chimique : H₂O₂ est du peroxyde d’hydrogène, pas de l’eau » : Seuls les coefficients stœchiométriques peuvent être modifiés. Il permet aussi d’écarter l’erreur « Changer H₂O en H₂O₂ pour équilibrer l’oxygène ».
Cas corrigé sur « Ajuster une équation chimique » : question, réponse et contrôle.
Pour « Ajuster une équation chimique », ce cas reprend mot pour mot la première activité : ses données, sa réponse et sa preuve restent dans le même bloc vérifiable.
Question
Ajustez : H₂ + O₂ → H₂O.
Réponse
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O.
Pourquoi cette réponse
On obtient quatre atomes H et deux atomes O de chaque côté. La vérification conserve donc le même énoncé — « Ajustez : H₂ + O₂ → H₂O. » — jusqu’à la réponse « 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O ».
Un cas voisin sur « Ajuster une équation chimique ».
Ce cas applique « Ajuster une équation chimique » dans une situation différente : produisez la réponse, justifiez-la, puis utilisez le contrôle indépendant.
À FAIRE SANS MODÈLEAjustez l’équation de formation de l’eau : H₂ + O₂ → H₂O.
Indice : À partir de « ajustez », « l’équation », « formation » et « l’eau », séparez l’observation du modèle utilisé, nommez la grandeur ou le phénomène, puis cherchez un contrôle indépendant.
Afficher le corrigé
Les coefficients donnent quatre atomes d’hydrogène et deux d’oxygène de chaque côté.
CONTRÔLE INDÉPENDANTLe recomptage élément par élément confirme la conservation sans modifier les indices des formules chimiques.
6 activités guidées sur « Ajuster une équation chimique », après le cas autonome.
Dans « Ajuster une équation chimique », les 6 activités ci-dessous passent de l’application à la justification, puis au transfert, afin de vérifier l’objectif « Modifier les coefficients sans changer les formules afin de conserver chaque type d’atome, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations » ; chaque carte annonce séparément la tâche et le mode de correction. Avec le cas autonome consacré à « Ajuster une équation chimique », la fiche totalise 7 activités corrigées.
Composition de la fiche « Ajuster une équation chimique » : 4 cas à résoudre, 2 analyses guidées et 1 diagnostic d’erreur. Pour « Ajuster une équation chimique », cette composition distingue la tâche demandée du mode de correction. Pour « Ajuster une équation chimique », 1 activité ouverte utilise des critères de réussite plutôt qu’une réponse arbitrairement unique.
01CAS À RÉSOUDRE · APPLIQUER · NIVEAU 1CORRIGÉ MODÈLEAjustez : H₂ + O₂ → H₂O.
Indice : À partir de « ajustez », séparez l’observation du modèle utilisé, nommez la grandeur ou le phénomène, puis cherchez un contrôle indépendant.
Indice : pour le cas 1 de « Ajuster une équation chimique », définissez le système, les données et les unités avant de choisir une relation.
On obtient quatre atomes H et deux atomes O de chaque côté.
Continuer avec l’activité suivante →02CAS À RÉSOUDRE · RAISONNER · NIVEAU 1CORRIGÉ MODÈLEAjustez : Fe + O₂ → Fe₂O₃.
Indice : À partir de « ajustez », séparez l’observation du modèle utilisé, nommez la grandeur ou le phénomène, puis cherchez un contrôle indépendant. Appuyez votre décision sur le verbe de consigne « Ajustez ».
Indice : pour le cas 2 de « Ajuster une équation chimique », vérifiez les conditions du modèle avant de calculer ou de prévoir un effet.
Les coefficients donnent quatre atomes Fe et six atomes O dans chaque membre.
Continuer avec l’activité suivante →03CAS À RÉSOUDRE · APPROFONDIR · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEPourquoi ne peut-on pas écrire H₂ + O₂ → H₂O₂ pour ajuster la formation d’eau ?
Indice : À partir de « peut-on », « pas », « écrire » et « ajuster », séparez l’observation du modèle utilisé, nommez la grandeur ou le phénomène, puis cherchez un contrôle indépendant.
Indice : pour le cas 3 de « Ajuster une équation chimique », confrontez le résultat à une unité, un ordre de grandeur, une mesure ou une observation.
Seuls les coefficients stœchiométriques peuvent être modifiés.
Continuer avec l’activité suivante →04ANALYSE GUIDÉE · COMPARER · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEAnalysez séparément les cas 1 et 2 sur « Ajuster une équation chimique » : donnez chaque réponse, relevez l’indice décisif et expliquez le point commun.
Indice : Cas 1 — Ajustez : H₂ + O₂ → H₂O. Cas 2 — Ajustez : Fe + O₂ → Fe₂O₃. Pour comparer les deux cas de « Ajuster une équation chimique », traitez les énoncés séparément : aucune donnée ne doit passer de l’un à l’autre.
Pour « Ajuster une équation chimique », la comparaison est vérifiable parce que le premier cas repose sur « On obtient quatre atomes H et deux atomes O de chaque côté » tandis que le second repose sur « Les coefficients donnent quatre atomes Fe et six atomes O dans chaque membre » ; les deux réponses ne partagent que la règle explicitement formulée.
Continuer avec l’activité suivante →05DIAGNOSTIC D’ERREUR · CORRIGER · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEPour le troisième cas ci-dessous, testez la démarche « Changer H₂O en H₂O₂ pour équilibrer l’oxygène ». Identifiez l’hypothèse ou la règle mal utilisée, rectifiez-la et citez l’élément qui tranche.
Indice : À partir de « Changer H₂O en H₂O₂ pour équilibrer l’oxygène », séparez grandeurs, unités et observations, puis repérez le premier changement de modèle non justifié. Corrigez cette étape avant de vérifier la conclusion.
Indice : dans le troisième cas de « Ajuster une équation chimique », conservez ce fait — Seuls les coefficients stœchiométriques peuvent être modifiés — puis localisez la première décision qui le contredit.
Le diagnostic de « Ajuster une équation chimique » réfute précisément « Changer H₂O en H₂O₂ pour équilibrer l’oxygène » en retrouvant « Parce que changer l’indice transforme l’espèce chimique : H₂O₂ est du peroxyde d’hydrogène, pas de l’eau » à partir de l’indice « Seuls les coefficients stœchiométriques peuvent être modifiés ».
Continuer avec l’activité suivante →06ANALYSE GUIDÉE · TRANSFÉRER · NIVEAU 3CRITÈRES DE RÉUSSITEVariez ce troisième cas : Pourquoi ne peut-on pas écrire H₂ + O₂ → H₂O₂ pour ajuster la formation d’eau ? Créez une variante minimale, prédisez ce qui doit changer et validez le résultat obtenu.
Indice : Point de départ — Pourquoi ne peut-on pas écrire H₂ + O₂ → H₂O₂ pour ajuster la formation d’eau ? Pour « Ajuster une équation chimique », conservez l’objectif et la règle de ce cas, puis isolez l’unique élément à modifier et le contrôle capable d’en mesurer l’effet.
Le contrôle reste lié à « Ajuster une équation chimique » parce qu’il conserve l’objectif « Modifier les coefficients sans changer les formules afin de conserver chaque type d’atome, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations. », reprend l’indice « Seuls les coefficients stœchiométriques peuvent être modifiés. », isole un seul changement pour « Ajuster une équation chimique » et se termine par un contrôle indépendant.
Faire le point sur la progression →Changer H₂O en H₂O₂ pour équilibrer l’oxygène.
Pour reprendre cette notion, localisez d’abord l’endroit exact où « coefficient » n’est plus relié à la règle. Corrigez cette seule décision, expliquez-la avec « formule », puis traitez une variante mobilisant « conservation » sans regarder le modèle.
« Ajuster une équation chimique » : des exigences adaptées à chaque niveau.
Les repères ci-dessous montrent comment « Ajuster une équation chimique » passe de la reconnaissance à l’application, à la justification puis au transfert selon le niveau.
4e
Dans « Ajuster une équation chimique », modéliser le système, calculer ou prévoir un effet et contrôler la cohérence des unités et de l’ordre de grandeur.
Voir le parcours 4e →3e
Dans « Ajuster une équation chimique », combiner relations, mesures et modèle, expliciter les hypothèses et discuter la limite de la conclusion.
Voir le parcours 3e →