Dans cet article, « exemples de réactions exothermiques », différents types d'exemples et certains problèmes numériques avec des solutions sur les réactions exothermiques sont brièvement discutés.
Les exemples sont-
- Réaction de combustion
- Réaction de neutralisation
- Réaction de corrosion
- Cristallisation de l'acétate de sodium ou "glace chaude"
- Fabrication d'un glaçon
- Fission nucléaire de l'uranium (U-235)
- Respiration
- Formation de paires d'ions
- Réaction entre l'eau et le chlorure de calcium
- Réaction aluminothermique
- Décomposition des légumes en compost
- Solution d'acide sulfurique et d'eau
Qu'est-ce qu'une réaction exothermique ?
Réaction exothermique est défini en thermodynamique comme un type de réaction dans laquelle l'énergie est libérée sous forme de chaleur (parfois sous forme de lumière, de son ou d'électricité) du système vers l'environnement.
Pour une réaction exothermique, la variation d'enthalpie (ΔH) est négative (inférieure à zéro).
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Pour en savoir plus, veuillez suivre : N2 polaire ou non polaire : pourquoi, comment, caractéristiques et faits détaillés
Réaction de combustion
La réaction de combustion est un exemple bien connu de réaction exothermique à haute température. La combustion est essentiellement une réaction chimique redox dans laquelle tout le composé s'oxyde en présence d'oxygène atmosphérique et la plupart du temps des produits gazeux oxydés sont obtenus.
L'équation équilibrée de la combustion du méthane est écrite ci-dessous-
CH4 +2O2 =CO2 + 2H2O
Réaction de neutralisation
La réaction de neutralisation est un type de réaction dans laquelle l'acide est neutralisé en ajoutant une base goutte à goutte. Donc, c'est un type de titrage. Après neutralisation, pas d'excès de H+ ou OH- les ions n'ont pas réagi dans le milieu réactionnel.
Pour une réaction de neutralisation, le changement d'enthalpie (ΔH) est toujours négatif.
HCl + NaOH = NaCl + H2O
Pour en savoir plus merci de passer par : L'HBr est-il ionique ou covalent : pourquoi ? Comment, caractéristiques et faits détaillés
Réaction de corrosion
La corrosion est un type de réaction d'oxydation dans lequel un gaz contenant de l'oxygène (air) attaque la surface d'un métal pour former un oxyde.
La rouille du fer est un type de réaction de corrosion car pendant la rouille, le métal du fer est oxydé par l'oxygène atmosphérique à température normale en présence d'humidité.
4fe + 3o2 +2xH2O = 2Fe2O3.xH2O
Cristallisation de l'acétate de sodium ou "glace chaude"
L'acétate de sodium trihydraté solide est chauffé au-dessus de 330 K et les trois molécules d'eau cristalline sont éliminées et le cristal anhydre est dissous dans l'eau. Le cristal est complètement dissous à 352K. La chaleur d'hydratation de l'acétate de sodium trihydraté (ΔHhyd) est supérieur à 40 kcal/mol, un processus endothermique. Ainsi, le processus inverse, la cristallisation est un processus exothermique.
Fabrication d'un glaçon
La formation de glace à partir de l'eau est un exemple de changement de phase réaction. Au cours de ce changement de phase, une certaine quantité d'énergie sous forme de chaleur est libérée dans l'environnement. L'eau gèle en dessous de 273K et perd une certaine quantité d'énergie sous forme de chaleur dans l'environnement pour former de la glace. Si l'eau à 273K gèle et forme de la glace à la même température, la quantité d'énergie libérée est égale à la chaleur latente (80cal/g).
Pour en savoir plus, veuillez suivre : Liaison peptidique vs liaison disulfure : analyse comparative et faits
Fission nucléaire de l'uranium (U-235)
La fission nucléaire génère une grande quantité d'énergie car dans la fission nucléaire, la masse est convertie en énergie selon cette loi ΔE= Δm×c2. Dans la réaction de fission, le noyau de n'importe quel atome se divise en deux petits atomes constitutifs en attaquant un neutron (0n1). Il représente aussi un exemple de chaine réaction comme à chaque étape de la fission nucléaire, un neutron est généré et ce neutron nouvellement généré peut attaquer un autre noyau d'uranium.
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Respiration
Aérobie et respiration anaérobie se produit dans les mitochondries d'une cellule et génère de l'énergie thermique pour aider à différentes activités biologiques dans un organisme vivant. Ainsi, dans la liste des exothermiques exemple de réaction la respiration doit être incluse. 38 ATP et 2 ATP libérés par molécule de glucose pour la respiration aérobie et anaérobie respectivement. Pour la respiration aérobie, près de 3000 XNUMX KJ/mol d'énergie sont libérés lorsque le glucose (aliment) est oxydé par l'oxygène.
C6H12O6 +6O2 = 6CO2 + 6H2O+ Énergie
Formation de paires d'ions
La formation de paires d'ions ou d'association d'ions est définie comme lorsque deux ions ayant une charge électrique opposée entrent en contact l'un avec l'autre dans une solution et forment une entité chimique distincte. Ces deux ions chargés positivement et négativement entrent en contact en raison de la force d’attraction électrostatique entre eux. Lors de la formation de cette entité ionique distincte, une quantité d’énergie libérée et ΔH deviennent négatifs.
Pour en savoir plus, veuillez vérifier : Formation de liaisons peptidiques : comment, pourquoi, où, faits exhaustifs qui l'entourent
Réaction entre l'eau et le chlorure de calcium
Le mélange de chlorure de calcium (CaCl2) avec de l'eau entraîne une énorme quantité d'énergie et donc une exemple de réaction chimique exothermique. l'acide Chlorhydrique acide et oxyde de calcium sont obtenus comme produit.
CaCl2 + H2O = Ca(OH)2 + HCl
Réaction aluminothermique
Réaction de oxyde ferreux avec l'aluminium est appelée réaction thermite et le mélange de ces deux composés est appelé thermite. Ces deux réactifs doivent être sous forme de poudre. Cette réaction libère généralement une grande quantité d'énergie avec l'oxyde d'aluminium, le fer élémentaire et la lumière.
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3
Décomposition des légumes en compost
Cette décomposition est effectuée par des microbes et nécessite une plus grande quantité d'énergie pour rompre les liaisons chimiques présentes dans ces végétaux. Cette réaction se déroule également par voie exothermique.
Solution d'acide sulfurique et d'eau
L'acide sulfurique réagit avec l'eau instantanément et c'est une réaction exothermique élevée. C'est pourquoi l'eau n'est pas versée dans le bécher d'acide sulfurique concentré, mais plutôt l'acide sulfurique est ajouté lentement dans l'eau. Après avoir ajouté de l'eau à l'acide, il commencera à bouillir et la température atteindra une valeur très élevée en peu de temps.
Différents problèmes numériques sur la réaction exothermique sont discutés ci-dessous-
1. Considérez la réaction de formation d'eau. 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g). L'énergie de dissociation des liaisons de la liaison HH O=O et de la liaison OH est respectivement de 105 kcal/mol et 119 kcal/mol 110 kcal/mol. Calculez la quantité d'énergie absorbée et libérée et indiquez-la comme réaction exothermique ou endothermique.
Réponse : L'équation équilibrée de la formation d'eau est-
2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g).
Du côté des réactifs, énergie totale possédée par les réactifs = 2 (liaison H-H) + 1 (liaison O=O) = {(2 × 105) + 119} kcal/mol = 329 kcal/mol
Côté produit, énergie totale possédée par la molécule d'eau = 4 (liaison OH)
= (4×110) kcal/mol = 440 kcal/mol Changement d'enthalpie (ΔH) = enthalpie de rupture de liaison – enthalpie de formation de liaison = (329-440) kcal/mol. = -111 kcal/mol
Il s'agit donc d'une réaction exothermique (changement d'enthalpie négatif).
2. Calculez l'énergie libérée dans la réaction de fission nucléaire suivante - 238U = 95Sr + 140 Xe + 3n.
La masse atomique de 238U = 238.050784 uma, 95Sr = 94.919388 uma, 140Xe = 139.921610 amu et masse de neutron (0n1) = 1.008665 uma.
Réponse : Masse des produits = {94.919388 + 139.921610 + (3×1.008665)} amu = 237.866993 amu. Masse du réactif = 238.050784 amu Défaut de masse = (238.050784 – 237.866993) amu = 0.183791 amu. Énergie libérée en raison d'un défaut de masse = Δm×c2 = 171.20 MeV.
3.Calculez del H pour la réaction - 2NO2 (g) = N2 (g) + 2O2 (G)
L'enthalpie change pour la réaction donnée ci-dessous-
2NO (g) =N2 (g) + O2 (g) ΔH = -180.5 KJ NON2 (g) = NON (g) + (1/2) O2 ΔH = 57.06 KJ
Réponse : 2NO (g) = N2 (g) + O2 (g) (2nd réaction× 2) NON2 (g) = NON (g) + (1/2) O2
L'équation résultante sera = 2NO2 (g) = N2 (g) + 2O2 (g) Ainsi, le changement d'enthalpie de cette réaction est (ΔH) = {-180.5 + (2 × 57.06)} KJ = -66.38 KJ.
Foire Aux Questions (FAQ)
Comment augmenter la vitesse d'une réaction exothermique ?
Réponse : La réaction exothermique ou endothermique dépend de la température. Si la température du milieu réactionnel est augmentée, alors l'étendue de la réaction exothermique sera augmentée.
Quelle est la différence entre une réaction exothermique et une réaction endothermique ?
| Réaction endothermique | Réaction exothermique |
| La réaction endothermique absorbe l'énergie | La réaction exothermique libère de l'énergie. |
| Le changement d'enthalpie (ΔH) est positif. | Le changement d'enthalpie (ΔH) est négatif. |
| La diminution de la température augmente la vitesse de la réaction | L'augmentation de la température favorise la réaction directe. |
Quelle est la variation d'entropie d'une réaction exothermique ?
Réponse : Pour une réaction exothermique, l'entropie de l'environnement augmente toujours à mesure que l'énergie est libérée du système vers l'environnement.
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Je suis Aditi Ray, une PME de chimie sur cette plateforme. J'ai obtenu un diplôme en chimie de l'Université de Calcutta et un diplôme post-diplôme de l'Université Techno India avec une spécialisation en chimie inorganique. Je suis très heureux de faire partie de la famille Lambdageeks et j'aimerais expliquer le sujet de manière simpliste.
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