La thermochimie est la partie de la chimie qui étudie la quantité de chaleur (énergie) impliquée dans les réactions chimiques.
Lorsqu'une réaction dégage de la chaleur, elle est classée comme exothermique. L'absorption de chaleur dans une réaction la rend endothermique.
La thermochimie étudie également le transfert d'énergie dans certains phénomènes physiques, tels que les changements dans les états de la matière.
Thermochimie et chaleur
Dans les réactions chimiques, l'énergie peut être absorbée ou libérée. Ce transfert de chaleur se fait du corps qui a la température la plus élevée à celui qui a la température la plus basse.
Il convient de rappeler que la chaleur, également appelée énergie thermique, est un concept qui détermine l'échange d'énergie thermique entre deux corps. O bilan thermique s'établit lorsque les deux matériaux atteignent la même température.
Réactions endothermiques et exothermiques
c'est appelé réaction endothermique la réaction dans laquelle la chaleur est absorbée. De cette façon, un corps absorbe la chaleur de l'environnement dans lequel il est inséré. C'est pourquoi la réaction endothermique provoque une sensation de refroidissement.
Exemple: En frottant de l'alcool sur le bras, le bras absorbe la chaleur de cette substance. Mais, en soufflant sur le bras après avoir passé l'alcool, on ressent un petit frisson, sensation qui est le résultat de la réaction endothermique.
déjà le réaction exothermique c'est l'inverse. C'est la libération de chaleur et donc la sensation se réchauffe.
Exemple: Dans un camp, les gens se tiennent près d'un feu pour que la chaleur dégagée par les flammes réchauffe ceux qui les entourent.
Les échanges thermiques se produisent également dans les changements de état physique. Il s'avère que, dans le passage du solide au liquide et du liquide au gaz, le processus est endothermique. A l'inverse, le passage du gaz au liquide et du liquide au solide est exothermique.
enthalpie
L'enthalpie (H) est la énergie échangées dans les réactions d'absorption et de libération d'énergie, respectivement, endothermique et exothermique.
Il n'existe aucun appareil capable de mesurer l'enthalpie. Pour cette raison, sa variation (ΔH) est mesurée, ce qui se fait en considérant l'enthalpie du réactif (énergie initiale) et l'enthalpie du produit (énergie finale).
Les types d'enthalpie les plus récurrents sont :
| Enthalpie de formation | Énergie absorbée ou libérée nécessaire pour former 1 mole d'une substance. |
|---|---|
| Enthalpie de combustion | Énergie libérée qui entraîne la combustion de 1 mole de substance. |
| Enthalpie de lien | Energie absorbée lors de la rupture de 1 mole de liaison chimique, à l'état gazeux. |
Alors que l'enthalpie mesure l'énergie, entropie mesure le degré de désordre des réactions chimiques.
La loi de Hess
Germain Henry Hess a établi que :
Le changement d'enthalpie (ΔH) dans une réaction chimique ne dépend que des états initial et final de la réaction, quel que soit le nombre de réactions.
La variation de l'énergie, selon la loi de Hess, est établie par la formule suivante :
H = HF -Hje
Où,
- H: variation d'enthalpie
- HF: enthalpie finale ou enthalpie produit
- Hje: enthalpie initiale ou enthalpie du réactif
De là, nous concluons que la variation d'enthalpie est négative lorsque nous sommes confrontés à une réaction exothermique. À son tour, la variation d'enthalpie est positive lorsque nous sommes confrontés à une réaction endothermique.
N'oubliez pas de consulter ces textes pour en savoir encore plus sur le sujet.:
- Thermodynamique
- Calorimétrie
- chaleur sensible
- chaleur latente
Exercices avec retours commentés
1. (Udesc/2011) Soit les équations suivantes :
| (LES) | 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) | H = - 565,6 kj |
| (B) | 2CH4O(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(1) | H = - 1462,6 kj |
| (Ç) | 3O2(g) → 2O3(g) | H = + 426,9 kj |
| (RÉ) | Foi2O3(g) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO(g) | H = +490,8 kj |
Considérons les propositions suivantes en relation avec les équations :
JE. Les réactions (A) et (B) sont endothermiques.
II. Les réactions (A) et (B) sont exothermiques.
III. Les réactions (C) et (D) sont exothermiques.
IV. Les réactions (C) et (D) sont endothermiques.
V. La réaction avec la plus grande libération d'énergie est (B).
VU. La réaction avec la plus grande libération d'énergie est (D).
Vérifiez l'alternative correcte.
a) Seuls les énoncés II, III et V sont vrais.
b) Seules les affirmations I, III et VI sont vraies.
c) Seuls les énoncés I, IV et VI sont vrais.
d) Seuls les énoncés II, V et VI sont vrais.
e) Seuls les énoncés II, IV et V sont vrais.
Alternative correcte: e) Seuls les énoncés II, IV et V sont vrais.
Un tort. L'énoncé III n'est pas vrai.
Contrairement à l'énoncé III, les réactions (C) et (D) sont endothermiques, car le signe positif de la variation d'enthalpie indique une absorption de chaleur.
b) FAUX. Aucune des déclarations citées dans cette alternative n'est correcte. Ils ont tort car :
- Les réactions (A) et (B) sont exothermiques, car le signe négatif de la variation d'enthalpie indique le dégagement de chaleur.
- Les réactions (C) et (D) sont endothermiques, car le signe positif du changement d'enthalpie indique une absorption de chaleur.
- La réaction (D) ne libère pas d'énergie car elle est endothermique.
c) FAUX. Des trois affirmations citées dans cette alternative, seule IV est correcte. Les deux autres sont faux car :
- Les réactions (A) et (B) sont exothermiques, car le signe négatif de la variation d'enthalpie indique le dégagement de chaleur.
- La réaction (D) ne libère pas d'énergie, le signe positif de la variation d'enthalpie indique que la réaction est endothermique.
d) FAUX. L'énoncé VI n'est pas vrai.
Contrairement à l'énoncé VI, la réaction (D) ne libère pas d'énergie, car elle est endothermique.
a) CORRECT. Les affirmations sont correctes car :
- Les réactions (A) et (B) sont exothermiques, car le changement d'énergie est négatif.
- Les réactions (C) et (D) sont endothermiques, car la valeur de H est positive.
- La réaction avec la plus grande libération d'énergie est (B), puisque parmi les réactions exothermiques de l'énoncé, c'est celle qui a la valeur la plus élevée avec un signe négatif.
Ces textes vous aideront à approfondir vos connaissances:
- Exercices sur la thermochimie
- transformations chimiques
- Réactions chimiques
2. (Enem/2011) Une option inhabituelle pour la cuisson des haricots est l'utilisation d'un thermos. Dans une casserole, placez une partie de haricots et trois parties d'eau et laissez bouillir pendant environ 5 minutes, puis transférez toute la matière dans un thermos. Environ 8 heures plus tard, les haricots seront cuits.
La cuisson des haricots s'effectue à l'intérieur du thermos car
a) l'eau réagit avec les haricots, et cette réaction est exothermique.
b) les haricots continuent d'absorber la chaleur de l'eau environnante, car il s'agit d'un processus endothermique.
c) le système considéré est pratiquement isolé, ne permettant pas aux grains de gagner ou de perdre de l'énergie.
d) le thermos fournit suffisamment d'énergie pour cuire les haricots une fois que la réaction commence.
e) l'énergie impliquée dans la réaction chauffe l'eau, qui maintient une température constante, car il s'agit d'un processus exothermique.
Alternative correcte: b) les haricots continuent d'absorber la chaleur de l'eau environnante, car il s'agit d'un processus endothermique.
Un tort. Une réaction chimique se caractérise par la formation de nouvelles substances, qui ne se produisent pas lors de la cuisson des haricots.
b) CORRECT. Lorsque l'eau est chauffée, elle gagne de la chaleur et un thermos ne permet pas de perdre cette énergie dans l'environnement. Ainsi, les haricots absorbent la chaleur de l'eau et cuisent, grâce à un processus endothermique.
c) FAUX. Le système est isolé de l'environnement extérieur. A l'intérieur de la bouteille, les grains et l'eau sont en contact direct et, par conséquent, effectuent un échange thermique.
d) FAUX. La bouteille thermos a pour fonction d'isoler le système, ne permettant pas au mélange à l'intérieur d'échanger de la chaleur avec l'environnement.
e) FAUX. La température n'est pas constante, car comme l'eau transfère de la chaleur aux grains, elle perd de l'énergie jusqu'à ce que les deux températures soient égales.
Consultez les textes ci-dessous et apprenez-en plus sur les sujets abordés dans ce numéro:
- Transformations physiques et chimiques
- chaleur et température
- L'énérgie thermique
