Comme il s'agit d'une forme d'énergie, la chaleur joue plusieurs rôles importants dans les réactions chimiques. Dans certains cas, les réactions ont besoin de chaleur pour commencer; par exemple, un feu de camp nécessite une allumette et un petit bois pour démarrer. Les réactions consomment de la chaleur ou la produisent en fonction des produits chimiques impliqués. La chaleur détermine également la vitesse à laquelle les réactions se produisent et si elles se déroulent vers l'avant ou vers l'arrière.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
De manière générale, la chaleur aidera accélérer une réaction chimique, ou conduire une réaction chimique qui ne pourrait pas se produire autrement.
Réactions endothermiques et exothermiques
De nombreuses réactions chimiques familières, telles que la combustion de charbon, la rouille et l'explosion de la poudre à canon , dégagent de la chaleur; les chimistes appellent ces réactions exothermiques. Parce que les réactions libèrent de la chaleur, elles augmentent la température ambiante. D'autres réactions, telles que la combinaison d'azote et d'oxygène pour former de l'oxyde nitrique, absorbent de la chaleur, réduisant la température ambiante. En retirant la chaleur de leur environnement, ces réactions sont endothermiques. De nombreuses réactions consomment et produisent de la chaleur, mais si le résultat net est de dégager de la chaleur, la réaction est exothermique; sinon, elle est endothermique.
Chaleur et énergie cinétique moléculaire
L'énergie thermique se manifeste sous forme de mouvements de bousculade aléatoires des molécules dans la matière; à mesure que la température d'une substance augmente, ses molécules vibrent et rebondissent avec plus d'énergie et à des vitesses plus rapides. À certaines températures, les vibrations surmontent les forces qui font que les molécules se collent les unes aux autres, provoquant la fusion des solides en liquides et des liquides en ébullition en gaz. Les gaz réagissent à la chaleur en augmentant la pression lorsque les molécules entrent en collision avec leur récipient avec une force plus grande.
Équation d'Arrhenius
Une formule mathématique appelée l'équation d'Arrhenius relie la vitesse d'une réaction chimique à sa température. Au zéro absolu, une température théorique qui ne peut pas être atteinte dans un environnement de laboratoire réel, la chaleur est complètement absente et les réactions chimiques sont inexistantes. À mesure que la température augmente, des réactions ont lieu. Généralement, des températures plus élevées signifient des vitesses de réaction plus rapides; à mesure que les molécules se déplacent plus rapidement, les molécules de réactifs sont plus susceptibles d'interagir, formant des produits.
Principe et chaleur de Le Chatelier
Certaines réactions chimiques sont réversibles: les réactifs se combinent pour former des produits et les produits se réorganisent en réactifs . Une direction libère de la chaleur et l'autre la consomme. Lorsqu'une réaction peut se produire dans les deux sens avec la même probabilité, les chimistes disent qu'elle est en équilibre. Le principe de Le Chatelier stipule que pour les réactions en équilibre, l'ajout de réactifs au mélange rend la réaction directe plus probable et l'inverse moins. À l'inverse, l'ajout de produits rend la réaction inverse plus probable. Pour une réaction exothermique, la chaleur est un produit; si vous ajoutez de la chaleur à une réaction exothermique en équilibre, vous augmentez la probabilité de la réaction inverse.
