Réaction endothermique

Définition

Une réaction endothermique est une réaction chimique qui consomme de la chaleur lorsqu'elle intervient. Le changement d'enthalpie (H) d'une réaction endothermique est positif, car de la chaleur est appliquée au système. Une valeur ΔH positive signifie que l'enthalpie des produits est supérieure à l'enthalpie des réactifs.

Si une réaction chimique est endothermique dans un sens, elle sera exothermique dans le sens opposé. L'amplitude du changement d'enthalpie, ΔH, sera la même, mais avec un signe numérique inversé. La réaction endothermique est l'opposée complémentaire d'une réaction exothermique.

Comparaison entre les réactions endothermique et exothermique :

La réaction endothermique doit absorber de l'énergie pour se poursuivre. La réaction exothermique libère de l'énergie sous forme de chaleur, de lumière ou de son.

Explications

Les réactions chimiques sont tout au sujet de l'énergie. Dans une réaction endothermique, la chaleur est utilisée pour que la réaction intervienne. L'énergie thermique brise les liaisons dans la substance provoquant la réaction. Au fur et à mesure que la chaleur est absorbée, le produit sera plus froid. C'est en fait l'une des caractéristiques clés d'une réaction endothermique. Cela rendra le produit plus froid en température après le processus de la réaction.

La réaction endothermique est aussi dite endergonique (réaction endergonique).

En physiologie, un animal qui absorbe de la chaleur est dit endotherme.

Une réaction chimique est dite endothermique lorsqu'elle absorbe de l'énergie, principalement de la chaleur. La chaleur est absorbée de l'environnement permettant aux réactifs de se transformer en produits. Par exemple, les plantes puisent l'énergie du soleil et convertissent le dioxyde de carbone et l'eau en glucose et en oxygène. Une réaction endothermique provoque le refroidissement de l'environnement.

Un processus endothermique n'implique pas de réaction chimique. Ici, le système absorbe la chaleur de l'environnement, transformant une substance d'une phase à une autre. Par exemple, lorsque l'eau bout, elle prend la chaleur d'un brûleur, d'une plaque chauffante ou d'une cuisinière et se transforme en vapeur.

Exemple avec la photosynthèse

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 15MJ d'énergie (lumière du soleil) pour chaque kilogramme de glucose produit : lumière du soleil + 6 CO₂ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.

D'autres exemples de processus endothermiques incluent :

• dissolution de chlorure d'ammonium dans l'eau;
• Craquage d'alcanes;
• Nucléosynthèse d'éléments plus lourds que le nickel dans les étoiles;
• évaporation d'eau liquide;
• Fonte de glace.

Diagramme énergétique

Il est possible de représenter la réaction endothermique sous la forme d'un graphique appelé diagramme énergétique. L'énergie potentielle de la réaction est tracée le long de l'axe vertical et le temps est tracé le long de l'axe horizontal. Ce graphique montre le changement d'énergie à mesure que la réaction progresse des réactifs aux produits.

L'enthalpie (H) d'une réaction est une manifestation de l'énergie. Il représente la teneur en chaleur d'une réaction. Lorsqu'une réaction absorbe ou émet de la chaleur à pression constante, l'enthalpie change. Le changement d'enthalpie (ΔH) d'une réaction peut être calculé et défini comme la différence entre l'enthalpie des produits et l'enthalpie des réactifs.

À partir du diagramme énergétique d'une réaction endothermique, on peut voir que l'énergie des produits est supérieure à celle des réactifs. Par conséquent, ΔH est positif (ΔH > 0). À partir de ce changement positif d'enthalpie, on peut dire si la réaction est endothermique ou non.

Au cours de la réaction, peu d'intermédiaires se forment. L'énergie d'activation d'une réaction est la différence entre l'énergie des intermédiaires et l'énergie des réactifs. En d'autres termes, l'énergie d'activation est l'énergie nécessaire à la réaction pour surmonter une "barrière" et se poursuivre jusqu'à ce que la transformation soit terminée. Parfois, un catalyseur est utilisé dans une réaction pour réduire l'énergie d'activation afin que la réaction se déroule rapidement.

Processus endothermique

Dans une réaction endothermique, la réaction a lieu au sein d'un système. Le système prend la chaleur de l'environnement, rendant l'environnement plus froid et le système plus chaud. Les réactifs se transforment en produits. Ils absorbent l'énergie thermique pour surmonter la barrière d'énergie potentielle qui permet à la réaction de former des produits.

La plupart des réactions endothermiques ne sont pas spontanées, c'est-à-dire que la réaction se poursuivra tant que de la chaleur est fournie. Une réaction endothermique spontanée survient lorsque les changements d'enthalpie produisent une énergie libre de Gibbs négative. Une autre entité physique, appelée entropie, joue également un rôle dans la réaction spontanée. La spontanéité existe lorsque l'entropie de la réaction augmente plus que le changement d'enthalpie.

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