Révision sur les Révision sur les transferts d’énergietransferts d’énergie

Réactions exothermiques Réactions exothermiques et endothermiqueset endothermiques

Pour la suite des Pour la suite des diapositives, vous verrez le diapositives, vous verrez le

terme terme ENTHALPIEENTHALPIE à à plusieurs occasions. Il s’agit plusieurs occasions. Il s’agit

d’un synonyme au mot d’un synonyme au mot ÉNERGIEÉNERGIE lorsqu’on parle de lorsqu’on parle de l’énergie contenue dans les l’énergie contenue dans les

molécules.molécules.

L’L’enthalpieenthalpie, énergie interne , énergie interne des moléculesdes molécules

Puisqu’il est impossible de connaître Puisqu’il est impossible de connaître l’énergie des molécules des réactifs l’énergie des molécules des réactifs et des produits impliqués dans une et des produits impliqués dans une réaction, on utilisera leur variation réaction, on utilisera leur variation d’enthalpied’enthalpie ( (ΔΔHH ).).

L’enthalpie représente L’enthalpie représente l’énergie l’énergie des liaisons des liaisons entre les atomes entre les atomes d’une molécule.d’une molécule.

L’L’enthalpieenthalpie, énergie interne , énergie interne des moléculesdes molécules

Les liaisons des molécules des Les liaisons des molécules des réactifs impliqués dans une réactifs impliqués dans une

réaction chimique possèdent une réaction chimique possèdent une énergie qui dépend des forces énergie qui dépend des forces

d’attraction entre les différents d’attraction entre les différents atomes. Il s’agit d’une forme atomes. Il s’agit d’une forme

d’énergie potentielle, liée à leur d’énergie potentielle, liée à leur position.position.

S’il est question de S’il est question de variation variation d’enthalpied’enthalpie……

On fait référence à la différence On fait référence à la différence d’énergie entre les molécules de d’énergie entre les molécules de réactifs et les molécules de produits.réactifs et les molécules de produits.

On représente la variation d’enthalpie On représente la variation d’enthalpie par par ΔΔHH..

Si l’énergie contenue dans les réactifs Si l’énergie contenue dans les réactifs est plus grande que celle contenue est plus grande que celle contenue dans les produits, le reste sera libéré dans les produits, le reste sera libéré sous forme de chaleur: sous forme de chaleur: EE E + QE + Q

La variation La variation ΔΔHH sera négative sera négative..

S’il est question de S’il est question de variation variation d’enthalpied’enthalpie……

Si l’énergie contenue dans les produits Si l’énergie contenue dans les produits est plus grande que celle contenue est plus grande que celle contenue dans les réactifs, cela signifie que pour dans les réactifs, cela signifie que pour se dérouler, de l’énergie a été absorbée se dérouler, de l’énergie a été absorbée du côté des réactifs:du côté des réactifs:

E + Q E + Q EE La variation La variation ΔΔHH sera positive. sera positive.

Ce que nous savons…Ce que nous savons… Certaines réactions chimiques Certaines réactions chimiques libèrentlibèrent

de l’énergie; on parle de réactions de l’énergie; on parle de réactions exothermiquesexothermiques. .

Ex.: HEx.: H2 (g)2 (g) + ½O + ½O2 (g) 2 (g) H H22OO (g) (g) + + 242 kJ242 kJ

L’énergie (kJ) se trouve à droite de la flèche, L’énergie (kJ) se trouve à droite de la flèche, c’est-à-dire c’est-à-dire du côté des produitsdu côté des produits. Le . Le ΔΔH de la H de la réaction est réaction est négatif négatif car l’énergie des produits car l’énergie des produits est est inférieureinférieure à celle des réactifs ( à celle des réactifs (--ΔΔHH = H = Hp p - - HHrr).).

Ce que nous savons…Ce que nous savons… D’autres types de réactions chimiques D’autres types de réactions chimiques

absorbentabsorbent de l’énergie; on parle de de l’énergie; on parle de réactions réactions endothermiquesendothermiques..

Ex.: FeEx.: Fe22OO3 (s)3 (s) + + 824 kJ824 kJ 2 Fe 2 Fe (s)(s) + 3/2 O + 3/2 O2 (g)2 (g)

L’énergie (kJ) se trouve à gauche de la L’énergie (kJ) se trouve à gauche de la flèche, c’est-à-dire flèche, c’est-à-dire du côté des réactifsdu côté des réactifs. Le . Le ΔΔH de la réaction est H de la réaction est positifpositif car l’énergie car l’énergie des produits est des produits est supérieuresupérieure à celle des à celle des réactifs (réactifs (++ΔΔHH = H = Hp p - H- Hrr).).

L’L’enthalpieenthalpie, énergie interne , énergie interne des moléculesdes molécules

En communicant de la En communicant de la chaleur à une réaction chaleur à une réaction

chimique, nous augmentons chimique, nous augmentons la vitesse moyenne des la vitesse moyenne des

molécules. L’énergie molécules. L’énergie cinétique moyenne des cinétique moyenne des

molécules augmente et par molécules augmente et par conséquent, la température.conséquent, la température.

L’L’enthalpieenthalpie, énergie interne , énergie interne des moléculesdes molécules

Ainsi, lors des collisions entre les Ainsi, lors des collisions entre les molécules, lorsque leur force d’impact molécules, lorsque leur force d’impact est plus grande que la force est plus grande que la force d’attraction entre les atomes, ceux-ci d’attraction entre les atomes, ceux-ci se séparent et peuvent s’unir se séparent et peuvent s’unir autrement pour former de nouvelles autrement pour former de nouvelles molécules.molécules.

Calcul de l’énergie Calcul de l’énergie absorbée ou dégagéeabsorbée ou dégagée

Pour calculer la quantité d’énergie, on se Pour calculer la quantité d’énergie, on se sert:sert:

– de la de la variation de température variation de température que subit que subit l’eau dans laquelle est effectuée la réactionl’eau dans laquelle est effectuée la réaction

– de la formule suivante: de la formule suivante: Q = m Q = m c c ΔΔtt

oùoù ΔΔtt =(t =(tff – t – tii) en °C (si les températures ) en °C (si les températures sont en K, la sont en K, la variation en variation en Celsius est la même!)Celsius est la même!)

mm = masse de l’eau en gramme = masse de l’eau en gramme cc = 4,19 J/g = 4,19 J/g°C°C

Il faut bien comprendre ceci:Il faut bien comprendre ceci:

Un Un ΔΔtt négatif ( négatif (--ΔΔtt) indique que la ) indique que la température de l’eau a baissé; cela signifie température de l’eau a baissé; cela signifie que la réaction qui s’y est déroulée est que la réaction qui s’y est déroulée est endothermiqueendothermique mais le mais le ΔΔHH de cette de cette réaction est réaction est positifpositif..

Un Un ΔΔtt positif ( positif (++ΔΔtt) indique que la ) indique que la température de l’eau a augmenté; cela température de l’eau a augmenté; cela signifie que la réaction qui s’y est déroulée signifie que la réaction qui s’y est déroulée est est exothermiqueexothermique mais le mais le ΔΔHH de cette de cette réaction est réaction est négatifnégatif..

Types de réactionTypes de réaction

Réaction de dissolution exothermique:Réaction de dissolution exothermique:

NaOHNaOH(s)(s) Na Na++(aq)(aq) + OH + OH--

(aq)(aq) + + 41,9 kJ/mol41,9 kJ/mol

Réaction de dissolution endothermique:Réaction de dissolution endothermique:

NaNONaNO3(s)3(s) + + 21,0 kJ/mol21,0 kJ/mol Na Na++(aq) (aq) + NO+ NO33

--(aq)(aq)

Types de réactionTypes de réaction

Réaction Réaction chimiquechimique de neutralisation: de neutralisation:

NaOHNaOH(aq)(aq) + HCl + HCl(aq)(aq) NaCl NaCl (s)(s) + H + H2200(l) (l) + 50 kJ+ 50 kJ

Réaction Réaction ioniqueionique de neutralisation: de neutralisation:NaNa++

(aq)(aq) + OH + OH--(aq)(aq) + H + H++ (aq)(aq) + Cl + Cl--(aq)(aq) Na Na++ + Cl + Cl- - + H+ H2200(l) (l) + 50 kJ+ 50 kJ

Échange de chaleurÉchange de chaleur

Vous affirmez que la quantité de Vous affirmez que la quantité de chaleur perdue par la matière 1 chaleur perdue par la matière 1 égale la quantité de chaleur gagnée égale la quantité de chaleur gagnée par la matière 2. Ainsi… par la matière 2. Ainsi… -Q-Q11=Q=Q22

- (m- (m11cc11(t(tf f – t– ti1i1)) )) = m= m22cc2 2 (t(tf f – t– ti2i2))

Ne pas confondre la capacité thermique massique, représentée par la variable «c» et la chaleur massique. La nuance entre les deux est subtile mais habituez-vous à utiliser le terme capacité thermique.

Excellent!