Comprendre les réactions endothermiques et exothermiques

De nombreuses réactions chimiques libèrent de l'énergie sous forme de chaleur, de lumière ou de son. Ce sont des réactions exothermiques. Des réactions exothermiques peuvent se produire spontanément et entraîner une randomisation ou une entropie plus élevée (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). In the lab, exothermic reactions produce heat or may even be explosive.

Il y a d'autres réactions chimiques qui doivent absorber de l'énergie pour continuer. Ce sont des réactions endothermiques. Les réactions endothermiques ne peuvent pas 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

La 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 (lumière du 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:

• La réaction de la 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 désordonnées. 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 de 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:

• Réactions exothermiques passionnantes à essayer: faites chauffer les choses avec l'une de ces simples démonstrations de réactions exothermiques.
• Créer une réaction endothermique: certaines réactions endothermiques deviennent suffisamment froides 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 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 la «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)