Les réactions chimiques se produisent en raison du réarrangement des molécules de deux substances ou plus (réactifs) pour former des substances nouvellement formées appelées produits.
Le réarrangement de ces molécules conduit à la rupture ou à la formation de liaisons qui provoque des modifications de la chaleur absorbée ou dégagée.
Sur la base de l'énergie libérée, les réactions chimiques peuvent être classées comme exothermiques, endothermiques, exergoniques ou endogènes.
Faits marquants
- Les réactions exothermiques libèrent de la chaleur et de l'énergie dans l'environnement.
- Les réactions exergoniques libèrent de l'énergie et peuvent fonctionner.
- Les réactions exothermiques peuvent être exergoniques, mais toutes les réactions exergoniques ne sont pas exothermiques.
Exothermique vs exergonique
La différence entre la réaction exothermique et la réaction exergonique est que la réaction exothermique traite du changement d'enthalpie dans tout processus chimique mesuré en termes de chaleur dans un système fermé, tandis que les réactions exergoniques traitent du changement d'énergie libre de toute réaction chimique appelée énergie libre de Gibbs. Les deux libèrent des réactions; cependant, le type d'énergie diffère.
En thermodynamique, une réaction exothermique est une réaction libérant de l'énergie. Au cours d'une réaction exothermique, de l'énergie est libérée sous forme de chaleur.
La chaleur est libérée sous forme d'enthalpie (énergie interne dans une pression et un volume donnés ou simplement la chaleur totale d'un système) de réactifs est plus que les produits. Cette énergie est libérée sous forme de chaleur pour la stabilité chimique.
En thermodynamique, une réaction exergonique est aussi une réaction libérant de l'énergie. Au cours du processus d'une réaction exergonique, de l'énergie est libérée sous forme d'énergie libre de Gibbs.
Ainsi, l'énergie libérée est également mesurée en termes de changement d'entropie (énergie non disponible pour effectuer un travail). Ainsi, l'énergie libérée aide à faire du travail et donne de la stabilité à la réaction.
Tableau de comparaison
| Paramètres de comparaison | Exothermique | exergonique |
|---|---|---|
| Sens | C'est une réaction de dégagement de chaleur. | C'est une réaction de libération d'énergie. |
| Forme d'énergie | La forme d'énergie libérée est chauffée. | La forme d'énergie libérée est mesurée en termes d'énergie libre de Gibbs ou de changement d'entropie. |
| Effet sur l'environnement | L'énergie de l'environnement est augmentée par le chauffage. | Cela n'a rien à voir avec le chauffage de l'environnement. Jusqu'à ce que l'énergie soit disponible pour faire le travail, la réaction est faisable. |
| Énergie des réactifs | Il est supérieur aux produits. | Il est également supérieur à celui des produits. |
| Énergie des produits | Il est inférieur aux réactifs. | Elle est également inférieure à celle des réactifs. |
| Changement global de l'énergie | Globalement, il y a libération d'énergie dans la réaction. Toutes les réactions exothermiques sont naturellement exergoniques lorsque l'énergie est libérée. | L'énergie est libérée, mais la réaction ne se poursuit que jusqu'à ce que le travail soit fait avec l'énergie libre. |
| Énergie libre de Gibbs | ∆G est négatif (l'énergie est libérée). | ∆G est également négatif. Habituellement, les réactions exothermiques ont un ∆G plus grand. |
| Travail effectué | Le travail n'est pas fait. | Le travail se fait sous forme de changement d'entropie. |
| Exemple | Combustion de combustible fossile, allumer une bougie, etc. | Respiration chez les plantes et les animaux. (Principalement des réactions bioénergétiques) |
Qu'est-ce que l'exothermie ?
Une réaction exothermique est une réaction de libération d'énergie dans laquelle deux réactifs ou plus réarrangent leurs molécules, formant et rompant des liaisons chimiques, libérant de l'énergie (il y a un changement d'enthalpie ∆H est également négatif) à son environnement sous forme de chaleur ou même de lumière.
Ceci est mesuré en termes de Joule (l'unité de chaleur). Cela implique que les réactifs ont une énergie plus élevée que les produits et maintiennent la réaction thermodynamiquement stable. L'énergie doit être libérée dans l'environnement sous forme de chaleur.
L'énergie ainsi libérée abaisse l'énergie libre de Gibbs du système (∆G est négatif), mais l'énergie est libérée à la suite de la réaction et est dissipée dans l'environnement.
La seule différence est que l'environnement est chauffé. La classification des réactions sur la base des réactions exothermiques et endothermiques ne mesure que la chaleur dégagée ou nécessaire pour une réaction.
Dans les réactions exothermiques, aucune énergie n'est nécessaire au début de la réaction. Les réactifs ont l'énergie nécessaire pour réagir par eux-mêmes.
Le meilleur exemple de réaction exothermique est la combustion de n'importe quel matériau. Lorsqu'un matériau, disons du bois, est brûlé. Le bois réagit avec l'oxygène de l'air ambiant pour former du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau que nous considérons comme de la fumée.
Le feu se présente sous la forme d'énergie dégagée par les réactifs (bois et oxygène) des produits. Le feu nous apporte chaleur et lumière. Cette énergie chimique est transformée avec succès en énergie mécanique.
Qu'est-ce qu'Exergonic ?
Un Exergonic est une réaction de libération d'énergie dans laquelle deux réactifs ou plus réarrangent leurs molécules, formant et rompant des liaisons chimiques et libérant de l'énergie dans leur environnement sous la forme d'énergie qui est utilisée pour faire le travail.
Il est également mesuré en joules, car le travail effectué est également identique à la quantité d'énergie utilisée pour effectuer le travail.
L'énergie ainsi libérée abaisse l'énergie libre de Gibbs du système (∆G est négatif), mais l'énergie libérée est utilisée pour effectuer un travail spontanément (ce qui signifie qu'il y a également un changement d'entropie). ∆H reste négatif.
Aucune énergie externe n'est nécessaire pour démarrer la réaction.
Le meilleur exemple de réactions exergoniques se trouve dans les réactions bioénergétiques comme la respiration cellulaire, catabolisme, métabolisme des substances alimentaires et autres.
En moyenne, au cours du processus de respiration cellulaire, le glucose est décomposé en eau et en dioxyde de carbone à l'aide de l'oxygène.
Cela libère de l'énergie qui est utilisée pour former des molécules d'ATP qui pilotent le fonctionnement du corps. Il s'agit donc d'un processus spontané de libération d'énergie.
Différences principales entre exothermique et exergonique
- Les réactions exothermiques sont principalement des réactions thermodynamiques, tandis que les réactions exergoniques sont principalement des réactions bioénergétiques.
- .La réaction exothermique libère de l'énergie sous forme de chaleur qui est dissipée dans son environnement contrairement à la réaction exergonique, qui utilise cette énergie pour faire le travail.
- Les réactions exothermiques sont un sous-type de réactions exergoniques, mais toutes les réactions exergoniques ne sont pas exothermiques en raison de la spontanéité de leur nature.
- Les réactions exothermiques sont mesurées uniquement en termes de changement d'enthalpie, tandis que les réactions exergoniques sont mesurées en termes de changement d'enthalpie et d'entropie.
- L'allumage d'un feu, les réactions entre le métal et l'eau, le ciment et l'eau, etc. sont des exemples de réactions exothermiques, tandis que le catabolisme, le métabolisme, l'anabolisme, la respiration, la formation d'ATP sont des exemples de réactions exergoniques.
Dernière mise à jour : 23 juillet 2023
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Piyush Yadav a passé les 25 dernières années à travailler comme physicien dans la communauté locale. C'est un physicien passionné par l'idée de rendre la science plus accessible à nos lecteurs. Il est titulaire d'un baccalauréat en sciences naturelles et d'un diplôme d'études supérieures en sciences de l'environnement. Vous pouvez en savoir plus sur lui sur son page bio.
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La chaleur absorbée ou libérée est une partie essentielle des réactions endothermiques et exothermiques. Il est intéressant de noter que les réactions exothermiques peuvent être exergoniques, mais toutes les réactions exergoniques ne sont pas exothermiques.
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