Ongle réaction exergonique C'est celui qui se produit spontanément et qui, en général, s'accompagne d'un dégagement d'énergie, que ce soit sous forme de chaleur, de lumière ou de son. Lorsque la chaleur est libérée, on dit que nous sommes confrontés à une réaction exothermique et exergonique.
C'est pourquoi les termes «exothermique» et «exergonique» sont confondus et traités à tort comme des synonymes. En effet, de nombreuses réactions exothermiques sont également exergoniques. Par conséquent, si un important dégagement de chaleur et de lumière est observé, tel que celui provoqué par l'allumage d'un feu, on peut supposer qu'il s'agit d'une réaction exergonique.
Cependant, l'énergie libérée peut passer inaperçue et n'est peut-être pas si surprenante. Par exemple, un milieu liquide peut s'échauffer légèrement et être encore le résultat d'une réaction exergonique. Dans certaines réactions exergoniques qui se déroulent trop lentement, on n'observe même pas la plus petite augmentation de température.
Le point central et caractéristique de ce type de réactions thermodynamiques est la diminution de l'énergie libre de Gibbs dans les produits par rapport aux réactifs, ce qui se traduit par la spontanéité.
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La principale caractéristique d'une réaction exergonique est que les produits ont des énergies libres de Gibss inférieures à celles des réactifs ou réactifs (image du haut). Ce fait est généralement associé au fait que les produits sont chimiquement plus stables, avec des liaisons plus fortes, des structures plus dynamiques ou des conditions plus «confortables»..
Par conséquent, cette différence d'énergie, ΔG, est négative (ΔG < 0). Al ser negativa, la reacción en teoría debe ser espontánea. Sin embargo, otros factores también definen dicha espontaneidad, como lo son la energía de activación (la altura de la colina), la temperatura, y los cambios de entalpía y entropía.
Toutes ces variables, qui répondent à la nature du phénomène ou de la réaction chimique considérée, permettent de déterminer si une réaction sera exergonique ou non. Et on verra également qu'il ne doit pas nécessairement s'agir d'une réaction exothermique..
Lorsque l'énergie d'activation est très élevée, les réactifs nécessitent l'aide d'un catalyseur pour abaisser ladite barrière énergétique. C'est pourquoi il existe des réactions exergoniques qui se produisent à des vitesses très faibles, ou qui ne se produisent pas du tout en premier lieu..
L'expression mathématique suivante englobe ce qui précède:
ΔG = ΔH - TΔS
Le terme ΔH est positif s'il s'agit d'une réaction endothermique et négatif s'il est exothermique. Si nous voulons que ΔG soit négatif, le terme TΔS doit être très grand et positif, de sorte qu'en soustrayant de ΔH le résultat de l'opération soit également négatif.
Par conséquent, et c'est une autre caractéristique particulière des réactions exergoniques: elles impliquent un changement important de l'entropie du système.
Ainsi, compte tenu de tous les termes, on peut être présent avant une réaction exergonique mais en même temps endothermique; c'est-à-dire, avec ΔH positif, une température très élevée ou un grand changement d'entropie.
La plupart des réactions exergoniques sont également exothermiques, car si ΔH est négatif, et en soustrayant un autre terme encore plus négatif, on aura par conséquent un ΔG de valeur négative; sauf si TΔS est négatif (l'entropie diminue), et donc la réaction exothermique deviendrait endergonique (non spontanée).
Il est important de souligner que la spontanéité d'une réaction (qu'elle soit exergonique ou non), dépend énormément des conditions thermodynamiques; tandis que la vitesse à laquelle il passe, est due à des facteurs cinétiques.
D'après ce qui a été dit, on sait déjà qu'une réaction exergonique est spontanée, qu'elle soit exothermique ou non. Par exemple, un composé peut être dissous dans l'eau en le refroidissant avec son récipient. Ce processus de dissolution est endothermique, mais lorsqu'il se produit spontanément, il est dit exergonique.
Il y a des réactions «plus exergoniques» que d'autres. Pour le savoir, ayez à nouveau l'expression suivante à portée de main:
ΔG = ΔH - TΔS
Les réactions les plus exergoniques sont celles qui se produisent spontanément à toutes les températures. Autrement dit, quelle que soit la valeur de T dans l'expression précédente, ΔH est négatif et ΔS positif (ΔH < 0 y ΔS > 0). Ce sont donc des réactions très exothermiques, ce qui ne contredit pas l'idée initiale.
De même, il peut y avoir des réactions exothermiques où l'entropie du système diminue (ΔS < 0); tal como sucede en la síntesis de macromoléculas o polímeros. En este caso, son reacciones exergónicas solamente a bajas temperaturas, ya que de lo contrario el término TΔS sería muy grande y negativo.
Par contre, il existe des réactions qui ne sont spontanées qu'à des températures élevées: lorsque ΔH est positif et ΔS positif (ΔH> 0 et ΔS> 0). Nous parlons de réactions endothermiques. C'est pourquoi des baisses de température peuvent se produire spontanément, car elles entraînent une augmentation de l'entropie..
Pendant ce temps, il y a des réactions qui ne sont pas du tout exergoniques: lorsque ΔH et ΔS ont des valeurs positives. Dans ce cas, quelle que soit la température, la réaction ne se produira jamais spontanément. On parle donc de réaction endergonique non spontanée.
La chimie est généralement caractérisée par le fait qu'elle est explosive et brillante, on suppose donc que la plupart des réactions sont exothermiques et exergoniques.
Les réactions exergoniques sont la combustion d'alcanes, d'oléfines, d'hydrocarbures aromatiques, de sucres, etc..
De même, les oxydations métalliques sont exergoniques, bien qu'elles se produisent plus lentement..
Cependant, il existe d'autres processus, plus subtils, qui sont également exergoniques et très importants: les réactions cataboliques de notre métabolisme. Ici, les macromolécules sont décomposées qui agissent comme des réservoirs d'énergie, se libérant sous forme de chaleur et d'ATP, et grâce auxquelles le corps remplit plusieurs de ses fonctions..
La plus emblématique de ces réactions est la respiration cellulaire, par opposition à la photosynthèse, où les glucides sont «brûlés» avec l'oxygène pour les transformer en petites molécules (COdeux et HdeuxO) et énergie.
Parmi d'autres réactions exergoniques, nous avons la décomposition explosive du triiodure d'azote, NI3; l'ajout de métaux alcalins à l'eau, suivi d'une explosion; synthèses polymères de résines éthoxylées; neutralisations acido-basiques en solution aqueuse; et réactions chimio-luminescentes.
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