La modélisation au laboratoire

Le carbone graphique (carbone pur sous sa forme courante) se présente sous la forme d'une poudre noire. En présence de dioxygène dans l'air et avec un apport initial d'énergie fourni par une allumette, il est possible d'observer que le système se transforme : le carbone "brûle".

Nous pouvons concevoir une expérience de combustion de poudre de carbone, en quantité connue par une pesée, dans du dioxygène, en quantité connue grâce au volume d'air (l'air contenant 20 % de dioxygène). 

En recueillant le gaz contenu dans le système à la fin et en le faisant barboter dans l'eau de chaux, il sera possible de voir se former un précipité blanc, témoin de la présence de dioxyde de carbone. 

Ainsi, toutes ces observations nous mènent à modéliser la transformation par une réaction chimique dont l'équation serait :

D'après cette équation, à chaque fois qu'une mole de carbone (soit une masse de 12,0 g) est consommée, une mole de dioxygène est consommée et une mole de dioxyde de carbone est produite. Ces prescriptions peuvent être contrôlées au laboratoire par des mesures qui aident à déterminer les quantités de matière des espèces présentes dans l'état final (pesée, mesure de la pression, du volume, etc.).

Comme l'air ambiant contient aussi du diazote, de formule N₂, cette espèce figure dans la liste des espèces chimiques initialement présentes dans le système. En revanche, comme cette espèce n'intervient pas dans la transformation, la formule N₂ n'apparaît pas dans l'équation de la réaction. Une telle espèce chimique, présente mais non impliquée dans la transformation, est qualifiée d'espèce spectatrice : sa quantité ne varie pas au cours de la transformation chimique.