De nombreuses réactions chimiques libèrent de l'énergie sous forme de chaleur, de lumière ou de son. Ceux-ci sont réactions exothermiques. Des réactions exothermiques peuvent se produire spontanément et entraîner un entropie (ΔS> 0) du système. Ils sont caractérisés par un flux de chaleur négatif (la chaleur est perdue dans l'environnement) et une diminution de l'enthalpie (ΔH <0). En laboratoire, les réactions exothermiques produisent de la chaleur ou peuvent même être explosives.
Il y a d'autres réactions chimiques qui doivent absorber de l'énergie pour continuer. Ceux-ci sont réactions endothermiques. Réactions endothermiques ne peut se produire spontanément. Il faut travailler pour que ces réactions se produisent. Lorsque les réactions endothermiques absorbent de l'énergie, une baisse de température est mesurée pendant la réaction. Les réactions endothermiques sont caractérisées par un flux de chaleur positif (dans la réaction) et une augmentation de l'enthalpie (+ ΔH).
Exemples de processus endothermiques et exothermiques
Photosynthèse est un exemple de réaction chimique endothermique. Dans ce processus, les plantes utilisent l'énergie du soleil pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en glucose et en oxygène. Cette réaction nécessite 15 MJ d'énergie (soleil) pour chaque kilogramme de glucose produit:
soleil + 6CO2(g) + H2O (l) = C6H12O6(aq) + 6O2(g)
Voici d'autres exemples de processus endothermiques:
- Dissoudre le chlorure d'ammonium dans l'eau
- Craquage des alcanes
- Nucléosynthèse d'éléments plus lourds que le nickel dans les étoiles
- Evaporer l'eau liquide
- La glace fondante
Un exemple de réaction exothermique est le mélange de sodium et de chlore pour donner du sel de table. Cette réaction produit 411 kJ d'énergie pour chaque mole de sel produite:
Na (s) + 0,5Cl2(s) = NaCl (s)
D'autres exemples de processus exothermiques comprennent:
- le réaction de thermite
- Une réaction de neutralisation (par exemple, mélanger un acide et une base pour former un sel et de l'eau)
- La plupart des réactions de polymérisation
- Combustion d'un combustible
- Respiration
- Fission nucléaire
- Corrosion du métal (une réaction d'oxydation)
- Dissoudre un acide dans l'eau
Démonstrations que vous pouvez effectuer
De nombreuses réactions exothermiques et endothermiques impliquent des produits chimiques toxiques, une chaleur ou un froid extrême ou des méthodes d'élimination salissantes. Un exemple de réaction exothermique rapide consiste à dissoudre le détergent à lessive en poudre dans votre main avec un peu d'eau. Un exemple d'une réaction endothermique facile est la dissolution de chlorure de potassium (vendu comme substitut de sel) dans votre main avec de l'eau.
Ces démonstrations endothermiques et exothermiques sont sûres et faciles:
- Des réactions exothermiques passionnantes à essayer: Faites chauffer les choses avec l'une de ces démonstrations de réactions exothermiques simples.
- Créer une réaction endothermique: Certaines réactions endothermiques refroidissent suffisamment pour provoquer des gelures. Voici un exemple d'une réaction suffisamment sûre pour que les enfants puissent la toucher.
- Comment créer une réaction chimique exothermique: Certaines réactions exothermiques produisent des flammes et deviennent extrêmement chaudes (comme la réaction de la thermite). Voici une réaction exothermique sûre qui produit de la chaleur mais ne déclenche pas d'incendie ni ne provoque de brûlure.
- Faire de la glace chaude à partir de vinaigre et de bicarbonate de soude: L'acétate de sodium ou «glace chaude» peut être utilisé comme une réaction endothermique ou exothermique, selon que vous cristallisez ou faites fondre le solide.
Comparaison endothermique vs exothermique
Voici un bref résumé des différences entre les réactions endothermiques et exothermiques:
| Endothermique | Exothermique |
| la chaleur est absorbée (froide) | la chaleur est libérée (est chaude) |
| de l'énergie doit être ajoutée pour que la réaction se produise | la réaction se produit spontanément |
| le trouble diminue (ΔS <0) | l'entropie augmente (ΔS> 0) |
| augmentation de l'enthalpie (+ ΔH) | diminution de l'enthalpie (-ΔH) |
Réactions Endergonic et Exergonic
Les réactions endothermiques et exothermiques se réfèrent à l'absorption ou au dégagement de chaleur. Il existe d'autres types d'énergie qui peuvent être produits ou absorbés par une réaction chimique. Les exemples incluent la lumière et le son. En général, les réactions impliquant l'énergie peuvent être classées comme endergonic ou exergonic, Une réaction endothermique est un exemple de réaction endergonique. Une réaction exothermique est un exemple de réaction exergonique.
Faits marquants
- Les réactions endothermiques et exothermiques sont des réactions chimiques qui absorbent et libèrent de la chaleur, respectivement.
- La photosynthèse est un bon exemple de réaction endothermique. La combustion est un exemple de réaction exothermique.
- La catégorisation d'une réaction comme endo- ou exothermique dépend du transfert de chaleur net. Dans une réaction donnée, la chaleur est à la fois absorbée et libérée. Par exemple, de l'énergie doit être entrée dans une réaction de combustion pour la démarrer (allumer un feu avec une allumette), mais alors plus de chaleur est libérée que nécessaire.
Ressources et lectures complémentaires
- Qian, Y.‐Z., et al. «Diverses sources de Supernova pour r-Processus." The Astrophysical Journal, vol. 494, non. 1, 10 février 1998, pp. 285-296, doi: 10.1086 / 305198.
- Yin, Xi et al. "Approche auto-échauffante pour la production rapide de nanostructures métalliques uniformes." Chimie des nanomatériaux pour l'énergie, la biologie et plus, vol. 2, non. 1, 26 août 2015, pp. 37-41, doi: 10.1002 / cnma.201500123.