Photographie/Physique-chimie/Les réactions chimiques
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Bibliographie
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La formation, la destruction ou la transformation des molécules s'accomplissent au cours des réactions chimiques. Ces phénoménes s'accompagnent toujours d'échanges d'énergie, que ce soit sous forme mécanique (détente ou compression d'un gaz), électrique (piles et accumulateurs), thermique (combustions), ou le plus souvent sous diverses formes en même temps.
Les réactions qui produisent de la chaleur sont dites exothermiques, ainsi que les composés qu'elles produisent. Celles qui, au contraire, absorbent de la chaleur sont dites endothermiques.
- Réaction exothermique :
- On peut remarquer que l'on retrouve à l'issue de cette réaction autant de moles de gaz qu'il y en avait initialement. Si l'on ramène les produits dans les mêmes conditions de température et de pression, on ne constatera aucun changement de volume appréciable et par conséquent cette réaction ne fait intervenir aucun travail mécanique.
- Réaction endothermique :
Cette fois, si l'on ramenait l'oxygène et l'ozone aux mêmes conditions de température et de pression, on s'apercevrait qu'il y a eu perte d'un volume molaire de gaz. Non seulement le milieu extérieur a fourni des calories, mais encore il a effectué un travail de compression sur le milieu réactionnel.
Pour mesurer les chaleurs de réaction, il faut tenir compte de nombreux facteurs :
- la nature de la transformation (à pression constante ou à volume constant),
- les transformations physiques (fusion, solidification, condensation, ébullition, changement d'état allotropique).
Prenons un exemple :
On en déduit naturellement que la formation du diamant à partir du graphite est un phénomène endothermique :
Bien que cette quantité de chaleur soit modeste, la réaction en question n'est hélas pas encore totalement maîtrisée (sinon, entre nous soit dit, ça se saurait !).
Il est possible également de mesurer la chaleur correspondant à une liaison entre deux atomes : par exemple,
.
La dissolution et la dissociation en ions de certains corps sont également susceptibles de produire des phénomènes thermiques importants. Ainsi, la dissolution des thiosulfates (que nous retrouverons dans les fixateurs) s'accompagne d'un refroidissement, tandis que celle de l'hydroxyde de sodium (soude caustique) ou de l'acide sulfurique provoque un violent échauffement. D'ailleurs, il ne faut jamais verser d'eau sur la soude ou dans l'acide sulfurique concentré sous peine de provoquer de violentes et dangereuses projections. On peut par contre verser, prudemment, l'acide dans l'eau.
Il faut retenir que dans les conditions habituelles, ce sont toujours les réactions exothermiques qui tendent à se produire.