Exemple de réactions exothermiques

La thermochimie est la partie de la chimie qui est responsable de l'étude de la relation entre les réactions chimiques et les changements de température au cours des réactions. Lorsque deux substances réagissent, la réaction peut être endothermique ou exothermique.

Les réactions endothermiques sont celles qui absorbent la chaleur.

Les réactions exothermiques sont celles dans lesquelles, pendant que deux substances ou plus réagissent, elles libèrent de l'énergie sous forme de chaleur. Une fois la réaction terminée, le produit obtenu est appelé corps endothermique, car pour le décomposer, il faut lui apporter de la chaleur.

Les principales caractéristiques des réactions endothermiques sont les suivantes :

• La réaction ne nécessite qu'un catalyseur ou un déclencheur, parfois elle peut aussi être spontanée.
• Une fois que la réaction commence, elle est diffusée en chaîne par les substances réactives et ne s'arrête pas jusqu'à ce que les composants aient pleinement réagi les uns aux autres, sans besoin d'alimentation externe.
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• Les substances résultantes (corps endothermiques) sont des composés chimiquement stables, elles ne se décomposent donc pas facilement.
• Pour décomposer les corps endothermiques, il est nécessaire de leur fournir de la chaleur pour que la décomposition ait lieu.
• Lorsque la réaction de décomposition commence, elle a constamment besoin de lui fournir de la chaleur, car en interrompant l'alimentation, la décomposition est interrompue.

Exemples de réactions exothermiques

L'une des réactions exothermiques dont on a essayé de tirer parti est la formation d'eau. Hydrogène (H₂) est un élément gazeux qui, lorsqu'il est exposé à l'air, s'enflamme. Cela se produit parce qu'il se combine avec l'oxygène (O₂), produisant une réaction exogène, c'est-à-dire que l'hydrogène réagit spontanément avec l'oxygène, produisant de l'eau et dégageant de la chaleur :

2H₂ + O₂ -> 2H₂O + chaleur

Cette caractéristique de la formation d'eau a été utilisée pour créer des moteurs à hydrogène, où la réaction de formation d'eau et l'énergie qu'elle dégage est utilisée pour déplacer les pistons d'un moteur, n'ayant comme résidu que L'eau. L'inconvénient de ces systèmes est qu'en cas de crash ou de fuite, du fait de l'inflammabilité de l'hydrogène, le risque d'incendie ou d'explosion est très élevé.

Les termites sont un autre exemple de réaction exothermique. La termite est un mélange de poudre d'aluminium très fine et d'oxyde métallique, comme l'oxyde de cuivre ou l'oxyde de fer. Pour que la réaction commence, un allumage est nécessaire, généralement avec une bande de magnésium. Cela fournit l'énergie initiale qui se propage en chaîne dans tout le mélange jusqu'à ce que les composants réagissent complètement. Dans la réaction, l'aluminium se combine avec l'oxygène de l'oxyde avec lequel il est mélangé, formant de l'oxyde d'aluminium et libérant l'autre métal.

Foi₂OU ALORS₃ + 2Al -> 2Al₂OU ALORS₃ + 2Fe + chaleur

La réaction est très violente et dégage beaucoup de chaleur. Cela fait fondre le métal à partir duquel l'oxygène est libéré (dans l'exemple, le fer). Cette caractéristique est utilisée dans l'industrie ferroviaire pour souder les rails une fois qu'ils ont été placés ou changés.