Comme il s'agit d'une forme d'énergie, la chaleur joue plusieurs rôles importants dans les réactions chimiques. Dans certains cas, les réactions ont besoin de chaleur pour commencer; par exemple, un feu de camp nécessite une allumette et du bois d'allumage pour le démarrer. Les réactions consomment de la chaleur ou la produisent selon les produits chimiques impliqués. La chaleur détermine également la vitesse à laquelle les réactions se produisent et si elles se déroulent en avant ou en arrière.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
De manière générale, la chaleur contribuera à accélérer une réaction chimique ou à entraîner une réaction chimique qui ne pourrait pas se produire autrement.
Réactions endothermiques et exothermiques
De nombreuses réactions chimiques familières, telles que la combustion du charbon, la rouille et l'explosion de la poudre à canon, dégagent de la chaleur; les chimistes appellent ces réactions exothermiques. Parce que les réactions libèrent de la chaleur, elles augmentent la température ambiante. D'autres réactions, telles que la combinaison d'azote et d'oxygène pour former de l'oxyde nitrique, absorbent de la chaleur, réduisant la température ambiante. Comme ils évacuent la chaleur de leur environnement, ces réactions sont endothermiques. De nombreuses réactions consomment et produisent à la fois de la chaleur, mais si le résultat net est de dégager de la chaleur, la réaction est exothermique; sinon, il est endothermique.
Chaleur et énergie cinétique moléculaire
L'énergie thermique se manifeste par les mouvements aléatoires de bousculade des molécules dans la matière; à mesure que la température d'une substance augmente, ses molécules vibrent et rebondissent avec plus d'énergie et à des vitesses plus rapides. À certaines températures, les vibrations surmontent les forces qui font que les molécules se collent les unes aux autres, provoquant la fusion des solides en liquides et l'ébullition des liquides en gaz. Les gaz réagissent à la chaleur par une augmentation de la pression lorsque les molécules entrent en collision avec leur récipient avec une plus grande force.
Équation d'Arrhénius
Une formule mathématique appelée l'équation d'Arrhenius relie la vitesse d'une réaction chimique à sa température. Au zéro absolu, une température théorique qui ne peut être atteinte dans un environnement de laboratoire réel, la chaleur est totalement absente et les réactions chimiques sont inexistantes. Lorsque la température augmente, des réactions ont lieu. Généralement, des températures plus élevées signifient des vitesses de réaction plus rapides; à mesure que les molécules se déplacent plus rapidement, les molécules réactives sont plus susceptibles d'interagir, formant des produits.
Principe et Chaleur de Le Chatelier
Certaines réactions chimiques sont réversibles: les réactifs se combinent pour former des produits et les produits se réorganisent en réactifs. Une direction libère de la chaleur et l'autre la consomme. Lorsqu'une réaction peut se produire dans les deux sens avec une probabilité égale, les chimistes disent qu'elle est en équilibre. Le principe de Le Chatelier stipule que pour les réactions en équilibre, l'ajout de plus de réactifs au mélange rend la réaction directe plus probable et l'inverse moins. A l'inverse, ajouter plus de produits rend la réaction inverse plus probable. Pour une réaction exothermique, la chaleur est un produit; si vous ajoutez de la chaleur à une réaction exothermique en équilibre, vous rendez la réaction inverse plus probable.