Les réactions endothermiques et exothermiques

Une réaction endothermique est une transformation qui absorbe de l'énergie. En effet, elle a besoin de cet apport d'énergie pour briser les liaisons qui existent dans les réactifs (qui sont plus fortes que dans les produits).

Une réaction exothermique est une transformation qui dégage de l'énergie. En effet, les liaisons qui existent dans les réactifs sont plus faibles que celles présentes dans les produits. Ainsi, un surplus d'énergie est dégagée.

 

Exemples de réactions endothermiques
La neige qui fond
L'évaporation d'un parfum
L'électrolyse (décomposition de l'eau)
La cuisson d'aliments

Exemples de réactions exothermiques
La combustion du propane
La dissolution du NaOH
L'oxydoréduction dans une pile
La respiration cellulaire

 

Les réactions endothermiques en détail
Les réactions exothermiques en détail
La variation d'enthalpie
La chaleur molaire et la chaleur massique de réaction

L'équation thermique

Une réaction faisant intervenir un échange thermique peut être exprimée sous la forme d'une équation thermique où la chaleur pourra se retrouver du côté des réactifs (réaction endothermique) ou du côté des produits (réaction exothermique).

Réaction endothermique : 
H2O(s) + 6 kJ → H2O(l)

Réaction exothermique :
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H20(l) + 890 kJ

On peut aussi exprimer l'équation thermique d'une autre façon : en inscrivant à côté de la réaction la variation d'enthalpie.

CaCO3(s)→ CaO(s) + CO2(g)          ΔH = 178kJ/mol
4 Fe(s) + 3 O2 (g) → 2 Fe2O3 (s)     ΔH = -824.2 kJ/mol

À l'aide de l'équation thermique et des principes de la stoechiométrie, il est possible d'effectuer différents calculs mettant en jeu les quantités de matière et la quantité d'énergie impliquée.

Quelle est la quantité d'énergie qui serait dégagée par la combustion complète de 100,00g de méthane ?

CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O(l) + 890 kJ

Solution
En utilisant le tableau périodique, on trouve que 1 mole de CH4 = 16,05g. Ensuite, un produit croisé nous permet de trouver à combien de moles correspond 100,00g.

|\frac{16,05g}{1mol}=\frac{100,00g}{?}|
? = 6,23mol
 
Comme on sait que la réaction dégage 890kJ pour 1 mole de CH4, un deuxième produit croisé nous permet de trouver combien d'énergie est dégagée pour 6,23mol.

|\frac{890kJ}{1mol}=\frac{?}{6,23mol}|
? = 2874,7 kJ

Donc, la combustion complète de 100,00g de méthane dégage 2874,7 kJ.

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse