pourquoi une réaction acido basique chauffe ?

[invite2114f004]

Petite question:
Quelle est la source de chaleur dans le cas d'une réaction acide/base?
Les molécules s'échangent principalement des protons mais comment ce phénomène crée-t-il de l'énergie?
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[invite2114f004]

(ex: Na(+) + OH(-) + H3O(+) + Cl(-) -----> 2H2O + Na(+) + Cl(-) )

[invite6acd5573]

pour cela il faut aller voir du coté des principes de thermodynamique.

c'est la rupture des liaison qui crée cette chaleur.
c'est que l'energie pour "arracher" un proton est supérieur a l'énergie demandée pour replacer ce même proton. plus la concentration sera forte et plus le nombre de protons arraché sera important et donc plus la chaleur sera importante. il est possible de déterminer la concentration d'une solution avec la variation d'enthalpie.

exemple avec C₂H₄+H₂O-->C₂H₅OH

rupture de liaison : ( donné dans des livres de références.)
C=C delta H = +615KJ/mole
H-O delta H = +463KJ/mole
formation de liaison:
C-C = - 368KJ/mole
C-H = -415KJ/mole
C-O = -350 KJ/mole
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delta H de la réaction = -55KJ/mole

réaction exothermique

lors de réactions chimiques il y a plusieur type d'energie qui peuvent etre produite : E. thermique, E. mécanique, E. électrique, E. lumineuse.

[invite2114f004]

Ok merci beaucoup pour ces informations.

Une dernière question: l'énergie convertie en chaleur lors d'une rupture de liaison est elle due à la modification des orbitales électroniques? ( comme pour l'émission de photon par exemple, mais dans l'infrarouge?)

ou est-ce un phénomène de défaut de masse?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6acd5573]

alors dans ce cas,
il y a 3 phénomènes bien différents:
la chimiluminescence, fluorescence et la phosphorescence.

le premier, la lumière émise proviens du système interne.
les deux dernières l'énergie proviens d'un système externe qui est un photon.

la chimiluminescenceest basé sur le phénomène de transformation chimique ( je pense que c'est cela que tu cherchais). par exemple le luminol est oxydé par l'eau oxygéné pour donné une molécule instable qui émet la lumière. utilisé pour détecter des traces de sang. lorsque la réaction est finie.. il n y'a plus de lumière émise. pour faire le lien entre émission de lumière et chaleur, l'oxydation du luminol produit de la chaleur mais bon.. toute proportion gardée.

la fluorescence vois un électron d'une de ces couches périphérique être excité et atteindre une couche plus externe. directement après, l'électron retombe à un état d'énergie plus bas ( plus proche du noyau) en libérant un photon.

la phosphorescence est basé sur le même principe d'excitation d'électron mais il y aura besoin de plus de temps pour remettre l'énergie absorbée.

[invite2114f004]

Encore merci sebotor.

J'ai du mal à fair le lien entre une réaction acide/base et un de ces trois phénomène.

La chimiluminescence me semble être propre à une réaction d'oxydation non?

Comment se comportent les électrons d'une molécule lorsque cette dernière perd un proton?

Peut-on dire qu'en perdant un proton la polarité de la molécule est modifiée ce qui fait que les orbitales des électrons sont modifiées elles aussi?
Par rapport à l'exemple que j'ai donné, comment peut on expliqué le dégagement de chaleur relativement important que j'observe?

[invite4d911738]

Pour ce qui est des orbitales électroniques, lorsque que la liaison est rompue entre un atome d'oxygène et un atome d'hydrogène (cas des acides carboxyliques RCOOH ou même des protons acides des alcools ROH), l'orbitale hybride qui sert à la liaison moléculaire n'est plus utilisée par les électrons. Ceux-ci retrouvent des niveaux d'énergie non hybridés, propres aux atomes (et de niveau énergétique plus élevés, sinon rien n'aurait stabilisé la liaison précédente). Lorsque un atome d'hydrogène rompt sa liaison avec un atome d'oxygène, en réalité c'est un proton (sans l'électron, donc) qui quitte l'oxygène avec un électron supplémentaire. L'électronégativité de l'hydrogène et de l'oxygène expliquent le partage (inégal, certes. Injuste ?).

Quant à l'effet thermique, j'aurai plutôt dit qu'il était du à la création de liaison avec le proton sur la base, et que cette énergie ainsi créée catalysait la rupture des liaisons sur les acides n'ayant pas encore réagi. L'excès d'énergie étant restitué sous forme de chaleur. Pour ce qui est d'initier la réaction, la température ambiante peut suffire à dissocier les acides s'ils sont suffisamment dits "forts".

Je suis d'accord avec toi LinkyBoy pour une interprétation par des rayonnements IR. Cela voudrait dire que le trop plein d'énergie produit par la réaction excite les atomes (les électrons passent d'un niveau vibrationnel ou rotationnel à un autre au sein d'une même orbitale, mais y a-t-il des atomes entrant préférentiellement dans des niveaux de vibration ?), et ensuite le retour au niveau initial émettrait des photons dans l'IR.
Pour cette interprétation sur la chaleur, je peux me tromper car je ne suis pas spécialiste en la matière. Cependant, je suis quasiment certain que les transitions d'une orbitale à une autre n'expliquent pas la production de chaleur car le retour d'un électrons d'une couche électronique à une autre - de p3/2 ou p1/2 (équivalents à (L) ) jusqu'à s (équivalent à (K) ) par exemple - produit exclusivement des RX.

Espérant avoir mis 2 ou 3 grains de sable sur l'édifice
MerlinM

[invite2114f004]

Merci MerlinM pour ta contribution

Donc si je résume, l'énergie produite vient de la formation des liaisons car les orbitales hybrides créées sont moins énergétiques que les orbitales initiales.

Maintenant ma question est donc de savoir si cette énergie est transformée en chaleur par collision entre les molécules, ou par émission de rayonnements ( IR, ou autre) qui sont ensuite absorbés par la solution.

[invite4d911738]

Tu as bien résumé ce que je me suis évertué à dire. J'aimerai toujours avoir confirmation de ma proposition.
Pour ce qui est de la conséquence sur l'exothermicité de la réaction, je pense que tout ce que tu propose est possible à la fois : les collisions générées par la réaction acido-basique doit faire entrer les molécules dans des niveaux de vibration (c'est plus rigoureux que de parler de vibration des atomes, comme je disais à tord précédemment) tels que le retour des électrons concernés dans les niveaux de vibration inférieurs produise des IR.
Sur ce, je laisse les spécialistes trancher sur cette possibilité et dire une fois pour toute si seules les vibrations des molécules produisent des IR.

Bye
MerlinM

[invite2114f004]

Encore merci MerlinM.

Je poste un petit up au passage