Quelles sont les réactions exothermiques?
Les changements de phase dans la matière sont divisés en deux catégories de base: endothermique et exothermique. Exothermique signifie "chaleur extérieure" en grec, par opposition à "chaleur intérieure" endothermique. Les réactions endothermiques nécessitent de la chaleur, ou de l'énergie, pour la formation de nouvelles liaisons chimiques, par exemple lorsqu'un glaçon est fondu dans un liquide puis cuit à la vapeur. Les réactions exothermiques, en revanche, génèrent plus d'énergie que ce qui est nécessaire pour les faciliter, provoquant une hausse de la température immédiatement autour de la réaction. Cela se produit lorsque la pluie se forme dans un nuage et même quand elle gèle en glace sur le sol.
Certaines des réactions exothermiques les plus illustratives impliquent des flammes. Les allumettes, les feux de camp, les feux d'artifice et les roquettes utilisent des réactions exothermiques pour produire de l'énergie utilisée à diverses fins. Beaucoup facilitent les réactions endothermiques telles que la fabrication du pain, la cuisson de la soupe ou le réchauffement des mains. Les réactions exothermiques ne dégagent pas simplement de la chaleur, cependant; ils nécessitent souvent au moins un apport initial en énergie fournissant l’énergie d’activation. Dans les réactions exothermiques, toutefois, l’énergie investie sera toujours inférieure à l’énergie totale produite; l'étincelle ne sera jamais plus grande que la flamme.
D'autres réactions exothermiques sont plus difficiles à expérimenter. Lorsque la rouille se forme sur le métal, une autre réaction exothermique courante, il ne semble pas que le processus dégage de la chaleur. La chaleur a été libérée, cependant; Pendant plusieurs heures, dans les bonnes conditions d'humidité, de lumière et de température, le mélange de fer et d'oxygène produit de l'oxyde de fer et un minimum de chaleur.
Les scientifiques utilisent un instrument appelé calorimètre pour évaluer la quantité de chaleur produite par un changement de phase ou une réaction chimique. Cela implique de conduire la réaction dans un bain-marie pour jauger le changement de température produit. Les résultats indiquent si une réaction donnée est endothermique ou exothermique.
Les professeurs de chimie ont souvent recours à une ou plusieurs expériences soigneusement supervisées pour illustrer les principes des réactions exothermiques. La leçon peut être aussi simple qu'allumer une allumette et expliquer comment une étincelle enflamme une réaction exothermique entre le soufre et l'oxygène pour produire de la chaleur. Une autre expérience courante consiste à mélanger de l'eau et du chlorure de calcium, un agent de dégivrage également utilisé dans des batteries de chauffage portables, puis à mesurer la quantité de chaleur produite par la réaction.
De nombreux scientifiques légistes étudient les réactions exothermiques de manière exhaustive. Ils doivent d’abord apprendre comment diverses réactions chimiques se produisent et quelle quantité de chaleur est produite. En tant qu’enquêteurs, ces connaissances leur permettent de mieux comprendre la cause d’un incendie ou d’une explosion - et de déterminer la meilleure façon de les éteindre à l’avenir.