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Les énergies déployées lors des réactions

Par Mathieu le 08/09/2009 Ressources > Physique-Chimie > Première S > Aspect Énergétique des Transformations

I. Effets thermiques lors des changements d’états.

1. Propriétés des changements d’états.

Un changement d’état a lieu à température constante. Cette température reste constante tant que les deux états sont simultanément présents.

Les changements d’états qui conduisent à un état de désordre plus important sont endothermiques. Il s’agit de la sublimation, de la fusion et de la vaporisation. Dans ces cas DE>0.

Les changements d’états qui conduisent à un état d’ordre plus important sont exothermiques. Il s’agit de la condensation, de la solidification et de la liquéfaction. Dans ces cas DE<0.

2. Interprétation microscopique.

Un apport d’une quantité de chaleur suffisante provoque une augmentation de l’agitation thermique des molécules qui s’accompagne d’une augmentation du désordre et de la destruction des liaisons intermoléculaires.

Les énergies des liaisons intermoléculaires sont relativement faibles (de l’ordre de quelques dizaines de kJ.mol-1).

II. Energie transférée au cours d’une transformation chimique.

1. Origine de cette énergie.

Cette énergie représente la variation de l’énergie interne du système chimique lors de la transformation des réactifs en produits.

DE = Uproduits – Uréactifs

Cette énergie est stockée au niveau des liaisons intramoléculaires. Au cours d’une transformation chimique certaines liaisons sont rompues ce qui consomme de l’énergie et d’autres liaisons s’établissent ce qui libère de l’énergie. L’énergie transférée au cours de la transformation chimique est le bilan de ces énergies consommées et de ces énergies libérées.

2. Exemple de l’estimation de l’énergie transférée: Synthèse du chlorure d’hydrogène.

Toutes les espèces chimiques considérées sont à l’état gazeux.

L’équation de la réaction s’écrit

Cl—Cl(g) + H—H(g) 2H—Cl(g)

Pour passer des réactifs au produit, il faut rompre des liaisons Cl—Cl et H—H ce qui nécessite les énergies DCl—Cl et DH—H et des liaisons H—Cl s’établissent ce qui libère l’énergie DH—Cl. On pourra représenter ces échanges énergétiques en utilisant les diagrammes suivants:

ou

Le bilan énergétique de la transformation s’écrit

DE = DCl—Cl + DH—H – 2DH—Cl

3. Généralisation.

L’énergie transférée lors d’une transformation chimique ne mettant en jeu que des espèces gazeuses s’obtient en faisant le bilan énergétique des liaisons rompues et des liaisons établies au cours de cette transformation.

DE = SE(liaisons rompues) – SE(liaisons établies)

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