Énergie chimique

Elle est due aux forces de liaisons moléculaires du corps considéré.

Lors d'une réaction des corps voient leurs liaisons se défaire et d'autres se faire:

• Si les liaisons se forment l'énergie de formation notée \( E_f \) est comptée négativement
• Si les liaisons se défont l'énergie de dissociation notée \( E_f \) est comptée négativement

Lors de la réaction le bilan énergétique est donc: \( E_r = E_d - E_f \)

• Si \( E_r < 0 \) le mélange réactionnel libère de l'énergie: la réaction est dite exothermique (la température augmente)
• Si \( E_r > 0 \) le mélange réactionnel absorbe de l'énergie: la réaction est dite endothermique (la température baisse)

Elle peut être acquise ou libérée lors de réactions chimiques.

L’exemple type de réaction chimique permettant de libérer l’énergie chimique stockée est la combustion.

Par exemple, celle du carbone dans le dioxygène :

\( C + {O_2} \to C{O_2} \)

(on peut noter aussi la combustion des gaz, butane, propane du Gasoil, essence).

Exemple: combustion de 5 moles de propane

\( C_3 H_8 + 5 O_2 \rightarrow 3 CO_2 + 4 H_2O\)

Rupture de 2 liaison C-C, 8 liaisons C-H et 5 liaisons O-O

\( E_d = 2 \times 347 + 8 \times 414 +5 \times 502 = 6516 kJ.mol^{-1} \)

Formation de 6 liaisons C=0, 8 liaisons O-H

\( E_f = 6 \times 795 + 8 \times 464 = 8482 kJ.mol^{-1} \)

\( E_r = 6516 -8482 = -1966 kJ.mol^{-1} \)

\( E = n E_r = 5 \times (-1966) = -9830 kJ \)

La combustion de 5 moles libère 9830 kJ de chaleur

L'énergie libérée par une combustion peut-être calculée à partir de la masse du combustible et de son pouvoir calorifique:

\( E = m \times PC_m \) avec

• \( E \) en \( J \)
• \( m \) en \( kg \)
• \( PC_m \) en \( J/kg \)

L’autre exemple classique utilisant l’énergie chimique est la réaction d’oxydo-réduction intervenant dans toutes les piles.

Wikipédia : énergie de combustion