La balance ne ment pas

L'essentiel

Puisque la masse se conserve, la masse totale de ce qui se forme (les produits) est égale à la masse totale de ce qui a réagi (les réactifs). Cela permet de calculer une masse qu'on ne connaît pas : il suffit d'ajouter ou de soustraire. Par exemple, si 16 g de méthane et 64 g de dioxygène réagissent, on obtient 16 + 64 = 80 g de produits en tout.

Comprendre

La conservation de la masse n'est pas seulement une idée : c'est un outil de calcul. Comme la masse totale des produits formés est égale à la masse totale des réactifs consommés, on peut retrouver une masse manquante dès qu'on connaît les autres. Prenons la combustion complète du méthane en système fermé : on fait réagir 16 g de méthane avec 64 g de dioxygène, et il se forme du dioxyde de carbone et de l'eau.

La masse totale des réactifs est 16 + 64 = 80 g. D'après la conservation de la masse, la masse totale des produits est donc aussi 80 g. Si l'on mesure 36 g d'eau, on en déduit la masse de dioxyde de carbone : 80 − 36 = 44 g.

On vérifie : 44 + 36 = 80, la même valeur que la masse des réactifs. Tout est cohérent. Cette méthode marche dans les deux sens : on peut chercher une masse de produit à partir des réactifs, ou une masse de réactif à partir des produits.

Il faut simplement bien classer les masses : réactifs d'un côté, produits de l'autre, et écrire que leurs totaux sont égaux. Attention à travailler en système fermé, sinon un gaz qui s'échappe fausserait le bilan. On peut aussi présenter ces valeurs dans un tableau des masses avant et après la transformation : la somme de la ligne « avant » (réactifs) doit être égale à la somme de la ligne « après » (produits).

Savoir exploiter la conservation de la masse permet ainsi de prévoir ou de contrôler une masse sans avoir à tout mesurer.

Le cours

La conservation de la masse permet de calculer des masses au cours d'une transformation chimique. Le principe est simple : la masse totale des produits formés est égale à la masse totale des réactifs consommés. On peut donc déterminer une masse inconnue à partir des masses connues, par une addition ou une soustraction.

Exemple : lors de la combustion complète du méthane en système fermé, 16 g de méthane réagissent avec 64 g de dioxygène pour former du dioxyde de carbone et de l'eau. La masse des réactifs vaut 16 + 64 = 80 g ; la masse des produits vaut donc aussi 80 g. Si l'on connaît la masse d'eau formée, 36 g, on obtient la masse de dioxyde de carbone : 80 − 36 = 44 g.

On peut vérifier : 44 + 36 = 80 g, égal à la masse des réactifs. La méthode fonctionne dans les deux sens (trouver un produit à partir des réactifs, ou un réactif à partir des produits), à condition de bien séparer réactifs et produits et de travailler en système fermé. On présente souvent les données dans un tableau des masses avant et après la transformation, dont les deux totaux doivent être égaux.

Retenir : masse totale des produits = masse totale des réactifs ; cette égalité permet de calculer toute masse manquante d'un bilan.

Les erreurs fréquentes

Pour trouver la masse d'un produit, on additionne toutes les masses, réactifs et produits mélangés.

On sépare toujours réactifs et produits : la masse totale des réactifs est égale à la masse totale des produits. On calcule une masse manquante en comparant ces deux totaux (addition d'un côté, soustraction de l'autre).

Dans 16 g de méthane + 64 g de dioxygène, la masse de produits est plus petite car une partie brûle et disparaît.

Rien ne disparaît : la masse des produits est exactement égale à la masse des réactifs, soit 16 + 64 = 80 g, à condition de travailler en système fermé.

Tu maîtrises la notion si…

• Énoncer que la masse totale des produits est égale à la masse totale des réactifs et l'utiliser pour poser un calcul.
• Calculer une masse manquante d'un bilan par addition ou soustraction (ex. 80 − 36 = 44 g), en séparant réactifs et produits.
• Interpréter et compléter un tableau des masses avant/après en vérifiant l'égalité des deux totaux.

Vérifie que tu as compris

1. En système fermé, 16 g de méthane réagissent avec 64 g de dioxygène et forment 36 g d'eau et du dioxyde de carbone. Quelle est la masse de dioxyde de carbone formée ?

   Réponse 44 g

   La masse des produits est égale à la masse des réactifs : 16 + 64 = 80 g. En retirant les 36 g d'eau, la masse de dioxyde de carbone vaut 80 − 36 = 44 g (et 44 + 36 = 80).

2. En système fermé, 12 g de carbone réagissent avec 32 g de dioxygène et forment du dioxyde de carbone. Quelle masse de dioxyde de carbone obtient-on ?

   Réponse 44 g

   La masse des produits est égale à la masse des réactifs : 12 g + 32 g = 44 g de dioxyde de carbone (C + O₂ → CO₂). C'est la conservation de la masse, conséquence de la conservation des atomes.

3. En système fermé, 4 g de dihydrogène brûlent et forment 36 g d'eau. Quelle masse de dioxygène a été consommée ?

   Réponse 32 g

   La masse des réactifs est égale à la masse des produits : 4 g (dihydrogène) + masse de dioxygène = 36 g (eau). Donc la masse de dioxygène = 36 − 4 = 32 g. La masse se conserve car les atomes se conservent (2 H₂ + O₂ → 2 H₂O).