Réaction endothermique

Maisse de stalactite de glace, un exemple de réaction endothermique. Pixabay

Quelles sont les réactions endothermiques?

Ongle réaction endothermique C'est celui qui doit avoir lieu d'absorber l'énergie, sous forme de chaleur ou de rayonnement, son environnement. Généralement, mais pas toujours, ils peuvent être reconnus par une diminution de la température dans leur environnement; ou au contraire, ils ont besoin d'une source de chaleur, comme celle obtenue par une flamme brûlante.

L'absorption de l'énergie ou de la chaleur est ce que toutes les réactions endothermiques ont en commun; Leur nature, ainsi que les transformations impliquées, sont très diverses. Combien de chaleur devrait absorber? La réponse dépend de sa thermodynamique: la température à laquelle la réaction se produit spontanément.

Par exemple, l'une des réactions endothermiques les plus emblématiques est le passage de la glace à l'eau liquide. La glace doit absorber la chaleur jusqu'à ce que sa température atteigne environ 0º; À cette température, sa fusion devient spontanée et la glace absorbera jusqu'à ce qu'elle ait été complètement.

Dans les espaces chauds, comme sur les rives d'une plage, les températures sont plus élevées et, par conséquent, la glace absorbe la chaleur à plus rapidement; c'est-à-dire qu'il fond à une vitesse plus élevée. La fusion des glaciers est un exemple de réaction endothermique indésirable.

Caractéristiques d'une réaction endothermique

- La principale caractéristique d'une réaction ou d'un processus endothermique est que les produits sont plus d'énergie que les réactifs.

- La différence d'énergie entre eux, ΔH, est toujours positive (h_Produit-H_Réactif > 0). Étant vrai, il doit y avoir une absorption de la chaleur ou de l'énergie de l'environnement pour fournir ce besoin énergétique.

- Lorsque les liens formés ne fournissent pas de stabilité comparable à la quantité d'énergie requise pour briser les anciennes liaisons, c'est avant une réaction endothermique. C'est pourquoi une énergie supplémentaire est nécessaire pour promouvoir la répartition des liens les plus stables dans les réactifs.

- Bien qu'il ne s'applique pas à toutes les réactions endothermiques, plusieurs d'entre elles provoquent une diminution de la température environnante. C'est parce que quelque part la chaleur absorbée vient. Par conséquent, si la conversion de A et B était effectuée dans un récipient, il refroidirait.

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- Plus la réaction est endothermique, plus le récipient et son environnement deviendront froids. En fait, certaines réactions sont même capables de former une housse de glace mince, comme s'ils avaient laissé un réfrigérateur.

Équations

Quelles sont les équations pertinentes dans une réaction endothermique? Le ΔH doit être positif. Pour le calculer, l'équation chimique suivante est considérée en premier:

aa + bb => cc + dd

Où A et B sont des substances réactifs, et C et D sont les produits. Les lettres de la ville (A, B, C et D) sont des coefficients stoechiométriques. Pour calculer le ΔH de cette réaction générique, l'expression mathématique suivante est appliquée:

ΔH_produits- ΔH_Réactifs = ΔH_Rxn

Vous pouvez procéder directement ou effectuer les calculs séparément. Pour Δh_produits La somme suivante doit être calculée:

C ΔH_FC + D ΔH_FD

Où ΔH_F C'est l'enthalpie de formation de chaque substance impliquée dans la réaction. Par convention, les substances dans leurs formes les plus stables ont ΔH_F= 0. Par exemple, les molécules de o₂ et h₂, ou un métal solide, ils ont ΔH_F= 0.

Le même calcul est maintenant conçu pour les réactifs, ΔH_Réactifs:

A ΔH_FA + B ΔH_FB

Mais comme l'équation dit que ΔH_Réactifs Il doit être soustrait de ΔH_produits, Alors la somme précédente doit être multipliée par -1. Vous avez donc:

C ΔH_FC + D ΔH_FD - (A ΔH_FA + B ΔH_FB)

Si le résultat de ce calcul est un nombre positif, alors c'est une réaction endothermique. Et s'il donne négatif, c'est une réaction exothermique.

Exemples de réactions endothermiques communes

Évaporation de la glace sèche

Glace sèche. Source: Nevit [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)], de Wikimedia Commons

Cette glace sèche n'est rien de plus que le dioxyde de carbone solide, qui en absorbant la température et avant que la pression externe ne commence à sublimer.

Cuit du pain ou de la cuisine

Pain cuit au four. Source: Pixabay

Le pain pané est un exemple de réaction chimique, car il y a maintenant des changements chimiques à cause de la chaleur.

La masse et tous ses ingrédients ont besoin de la chaleur du four pour effectuer toutes les transformations, indispensables pour devenir du pain et présenter ses caractéristiques typiques.

Bains de soleil

Tortues recevant un bain de soleil. Source: Pixabay

Aussi simples et communs qu'ils peuvent paraître, les bains de soleil que certains reptiles sont pris, comme les tortues et les crocodiles, entrent dans la catégorie des réactions endotrmiques. Les tortues absorbent la chaleur du soleil pour réguler la température de leur organisme.

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Électrolyse de l'eau

L'électrolyse utilise l'énergie électrique pour séparer une molécule dans ses éléments ou molécules de formation. Par exemple, dans l'électrolyse d'eau, deux gaz sont générés: hydrogène et oxygène, chacun dans différentes électrodes:

2h₂O => 2H₂ + SOIT₂

De plus, le chlorure de sodium peut subir cette même réaction:

2NaCl => 2na + cl₂

Dans une électrode, la formation de sodium métallique sera observée, et dans l'autre, des bulles vertes de chlore.

Photosynthèse

Les plantes et les arbres doivent absorber la lumière du soleil comme alimentation énergétique pour synthétiser leurs biomatériaux. Pour cela, il utilise le CO₂ et l'eau qui, à travers une longue série de marches, devient glucose et autres sucres. De plus, l'oxygène est formé, qui est libéré des feuilles.

Solutions de certains sels

Si le chlorure de sodium se dissout dans l'eau, aucun changement appréciable de la température externe du verre ou du récipient ne sera remarqué.

Certains sels, comme le chlorure de calcium, le CACL₂, La température de l'eau augmente à mesure que le produit de la grande hydratation des ions CA²⁺. Et d'autres sels, comme le nitrate d'ammonium ou le chlorure, NH₄NON₃ et NH₄Cl, diminuer la température de l'eau et refroidir son environnement.

Décompositions thermiques

L'une des pannes thermiques les plus courantes est celle du bicarbonate de sodium, NAHCO₃, Pour produire du co₂ et de l'eau lorsqu'il est chauffé. De nombreux solides, y compris les carbonates, se décomposent généralement pour libérer le co₂ et l'oxyde correspondant. Par exemple, la décomposition du carbonate de calcium est la suivante:

Voleur₃ + Q => Cao + Co₂

Il en va de même pour les carbonates du magnésium, du strontium et du baryum.

Chlorure d'ammonium dans l'eau

Lorsqu'une petite quantité de chlorure d'ammonium (NH4CL) est dissoute dans l'eau dans un tube à essai, le tube devient plus froid qu'auparavant. Pendant cette réaction chimique, la chaleur est absorbée de l'environnement.

Triosulfate de sodium

Lorsque le thiosulfate de sodium cristaux (Na₂S₂SOIT₃.5h₂O), communément appelé hypo, se dissout dans l'eau, un effet de refroidissement se produit.

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Moteurs de voitures

La combustion de l'essence ou du diesel dans les moteurs des voitures, des camions, des tracteurs ou du bus produit de l'énergie mécanique, qui est utilisée dans la circulation de ces véhicules.

Liquides bouillants

Lorsque vous mettez un liquide dans la chaleur, cela gagne de l'énergie et passe à un état gazeux.

Faire cuire un œuf

Lors de l'application de la chaleur, les protéines d'oeuf sont dénaturées formant la structure solide qui est généralement ingérée.

Cuisine alimentaire

En général, toujours lors de la cuisson avec de la chaleur pour changer les propriétés alimentaires, des réactions endothermiques se produisent.

Ces réactions sont ce qui fait que les aliments deviennent plus doux, génèrent des masses malléables, libèrent les composants qu'ils contiennent, entre autres.

Réchauffement des aliments au micro-ondes

En raison du rayonnement micro-ondes, les molécules d'eau dans les aliments absorbent l'énergie, commencent à vibrer et à augmenter la température des aliments.

Moulage en verre

L'absorption de chaleur par le verre rend ses syndicats plus flexibles, ce qui facilite le changement.

Consommation de bougies

La cire des bougies fond en absorbant la chaleur de la flamme, en changeant sa forme.

Nettoyage de l'eau chaude

En utilisant de l'eau chaude pour nettoyer les objets qui ont été tachés de graisse, comme des pots ou des vêtements, la graisse devient plus liquide et est plus facile à retirer.

Stérilisation chauffante des aliments et autres objets

Lors du chauffage des objets ou des aliments, les micro-organismes qu'ils contiennent augmentent également leur température.

À une longue période, il est fourni, les réactions dans les cellules microbiennes se produisent. Beaucoup de ces réactions, telles que les ruptures de liaison ou la dénaturation des protéines, finissent par tuer des micro-organismes.

Fièvre Infections Combat

Lorsqu'une fièvre se manifeste, c'est parce que le corps produit la chaleur nécessaire pour tuer les bactéries et les virus qui provoquent des infections et génèrent des maladies.

Si la chaleur générée est beaucoup et la forte fièvre, les cellules du corps sont également affectées et courent le risque de décès.

Évaporation de l'eau

Lorsque l'eau s'évapore et se transforme en vapeur, c'est à cause de la chaleur qu'elle reçoit de l'environnement. À mesure que l'énergie thermique est reçue par chaque molécule d'eau, son énergie de vibration augmente au point où vous pouvez vous déplacer librement, créant de la vapeur.

Les références

1. Exemple de réaction endothermique. Récupéré de: Thoughtco.com
2. Endothermique vs. Réactions exothermiques. Récupéré de: Khanacademy.org