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Instabilité peroxyde hydrogène



  1. #1
    mathis000000

    Instabilité peroxyde hydrogène


    ------

    bonsoir, depuis plusieurs semaines j’effectue un travail sur l'auto échauffement.

    Je me suis intéressé a la décomposition du peroxyde hydrogène (2H2O2=2H2O=O2);
    Je sais que cette molécule est instable a cause de la liaison entre les deux atome O.
    Cependant je voudrais savoir pourquoi cette liaison est thermiquement instable.
    Je pense que cela est du au nuage électronique de l’oxygène ou des doublets non liants.

    merci de me répondre si vous avez une idée

    -----

  2. #2
    Resartus

    Re : Instabilité peroxyde hydrogène

    Bonjour,
    Je crois que vous êtes au lycée. Je vais vous donner quelques indications, sachant que des explications plus détaillées requièrent des concepts qu'on n'apprend que post bac.
    Une réaction chimique est possible si elle est exothermique, c'est à dire que l'énergie des produits de la réaction est plus faible que celle des produits de départ. Si on compare l'énergie de 2 molécules de H2O2 à celle de 2H20 +O2, on voit que le bilan est favorable.

    Cependant, ce n'est pas parce qu'une réaction est énergétiquement favorable qu'elle est forcément rapide.
    Il peut arriver que pour arriver à l'état le plus stable, il faille passer par un état intermédiaire d'énergie supérieure (un peu comme, pour passer d'une vallée à une autre plus basse, il faut parfois franchir un col de montagne).
    La molécule est alors métastable, et a besoin d'un apport d'énergie pour pouvoir franchir ce col. Cet apport peut être fourni par exemple par l'agitation thermique (les chocs entre molécules sont aléatoires, et un certain pourcentage de celles-ci va recevoir assez d'énergie pour que la réaction se produise). Une élevation de température va alors permettre d'accélérer la réaction. Il existe d'autres moyens d'accélérer, c'est de proposer à la molécule un autre chemin demandant moins d'énergie (un col beaucoup moins élevé). C'est ce que font les catalyseurs, qui participent à diverses étapes intermédiaire, puis reviennent à leur état chimique de départ à la fin.
    Pour revenir à l'exemple de l'eau oxygénée, elle est en réalité relativement stable quand il n'y a pas trop d'impuretés (le col est très élevé), et on peut la conserver sans problèmes plusieurs semaines ou mois. Cependant, on peut accélérer sa décomposition, soit en la chauffant (cf ci dessus), soit en la mettant à la lumière (les photons apportent de l'énergie), soit avec des catalyseurs, et beaucoup d'espèces chimiques peuvent jouer ce rôle ; les ions de fer, certaines molécules organiques,, de nombreux oxydes métalliques, etc.

    Les mécanismes de réaction exacts sont très compliqués
    A titre indicatif, voici des petits dessins de ce qui se passe avec un catalyseur comme l'oxyde de Zirconium...
    http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp300255h

    NB : Dire qu'une réaction est due aux nuages électroniques ne fait pas avancer le schmilblic : TOUTES les liaisons, toutes les réactions chimiques, ou les propriétés des matériaux sont des interactions entre les électrons des atomes en présence...
    Dernière modification par Resartus ; 28/02/2017 à 22h41.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

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