Certaines réactions chimiques - comme la combustion du bois ou l'explosion de TNT - libèrent de la chaleur dans leur environnement. Les chimistes appellent ces réactions exothermiques. L'augmentation de la température affecte une réaction exothermique de deux manières différentes: en changeant la vitesse de la réaction et en changeant l'équilibre entre les produits et les réactifs à la fin de la réaction.

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D'une manière générale, votre réaction va s'accélérer car une température plus élevée signifie plus de chaleur et d'énergie dans votre système. Cependant, dans certains cas, l'élévation de la température pourrait modifier l'équilibre et empêcher une partie de votre réaction.

Taux de réaction

Presque toutes les réactions vont plus vite à mesure que la température augmente - réactions exothermiques incluses. La réaction entre l'oxygène dans l'air et les produits chimiques à l'extrémité d'une allumette, par exemple, est si lente à la température ambiante que rien ne semble se produire. Lorsque vous chauffez l'extrémité de l'allumette en la frappant contre la bande de butée sur la boîte, la température augmente et avec elle le taux de réaction jusqu'à ce qu'elle brûle avec une flamme chaude. En général, plus vous augmentez la température d'une réaction exothermique, plus vite elle ira.

Equilibre

La plupart des réactions chimiques peuvent aller dans les deux sens, ce qui signifie qu'elles peuvent aller de l'avant et convertir les réactifs en produits ou fonctionner à l'envers et convertir les produits en réactifs. Au fur et à mesure que la réaction avance, les réactifs sont progressivement appauvris tandis que les produits commencent à s'accumuler, de sorte que la réaction directe ralentit tandis que la réaction inverse s'accélère. Finalement, les vitesses des réactions directe et inverse sont les mêmes, donc bien que la réaction continue à se produire, les quantités de produits et de réactifs ne changent pas. Cet état d'équilibre est appelé un équilibre.

Le principe de Le Chatelier

Le rapport des réactifs aux produits à l'équilibre dépend de la réaction chimique spécifique. Pour quelque chose comme le feu, par exemple, peu ou pas du réactif est laissé à l'équilibre, alors que pour quelque chose comme la réaction entre l'azote et l'hydrogène pour fabriquer de l'ammoniac, beaucoup de réactifs peuvent être laissés à l'équilibre. Le principe de Le Chatelier dit essentiellement que tous les systèmes chimiques veulent atteindre et rester en équilibre. Si vous ajoutez des produits de réaction à un système chimique à l'équilibre, vous pouvez vous attendre à ce qu'une certaine quantité de produit soit convertie en réactifs, tandis que si vous ajoutez des réactifs, certains réactifs seront convertis en produits afin de maintenir l'équilibre.

Chaleur et Equilibre

Pour une réaction exothermique, la chaleur est essentiellement un produit de la réaction. En accord avec le principe de Le Chatelier, si vous augmentez la température, vous augmentez la quantité de produits, et vous déplacez l'équilibre à l'équilibre vers les réactifs, ce qui signifie qu'il restera plus de réactifs à l'équilibre. Plus la température est élevée, plus l'équilibre à l'équilibre se déplace vers les réactifs. Un exemple célèbre est la réaction entre l'hydrogène et l'azote pour produire de l'ammoniac. La réaction est si lente à la température ambiante que rien ne se passe. Cependant, si vous augmentez la température pour accélérer la réaction, l'équilibre à l'équilibre se déplace vers les réactifs, et très peu d'ammoniac est produit.