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Vidéo de question : Comprendre le lien, en termes de transfert d’énergie, entre une réaction directe et une réaction inverse Chimie

Dans la réaction chimique suivante, la réaction directe est endothermique : CuSO₄ ⋅ 5H20(s) ⇌ CuSO₄ + 5H20(l). Laquelle des affirmations suivantes est-elle vraie pour la réaction inverse ?

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Transcription de vidéo

Dans la réaction chimique suivante, la réaction directe est endothermique. CuSO4 hydraté forme de manière réversible du CuSO4 solide et de l’eau liquide. Laquelle des affirmations suivantes est-elle vraie pour la réaction inverse ? (A) La réaction inverse est exothermique. (B) La réaction inverse est également endothermique. (C) La réaction inverse absorbe la chaleur de l’environnement. (D) La variation d’énergie associée à la réaction inverse est plus grande. Ou (E) la variation d’énergie associée à la réaction inverse est plus petite.

Cette question porte sur une réaction réversible, comme l’indique la double flèche dans l’équation chimique. On nous dit que la réaction directe est endothermique. En d’autres termes, elle absorbe la chaleur de l’environnement. Dans une réaction réversible, la réaction directe est celle qui se déroule de gauche à droite. Dans ce cas, le réactif, un cristal hydraté, est séparé en un composé ionique et en eau liquide. La réaction inverse est celle qui se déroule dans l’autre sens, de droite à gauche, où les produits se recombinent pour former les réactifs. Dans ce cas, la réaction inverse est celle où l’eau se recombine avec le sulfate de cuivre solide pour former le réactif initial, le cristal hydraté. Cette réaction s’appelle une réaction de déshydratation réversible.

Lors de la réaction directe, l’eau est éliminée ou le cristal est déshydraté, mais l’inverse peut se produire lorsque de l’eau est ajoutée. On sait que la réaction directe est endothermique ou qu’elle absorbe de la chaleur. Et cette question nous demande de tirer une conclusion sur la réaction inverse. Pour répondre à cette question, nous devons savoir comment est impacté la variation d’énergie lorsqu’on passe de la réaction directe à la réaction inverse.

Eh bien, si on sait que la réaction directe est endothermique, ou en d’autres termes qu’elle absorbe de la chaleur, le contraire doit se produire lors de la réaction inverse. Elle doit libérer de la chaleur. En d’autres termes, elle est exothermique. Donc, la bonne réponse est la proposition (A), la réaction inverse est exothermique.

Les choix (B) et (C) décrivent la réaction directe, qui est endothermique et absorbe la chaleur de l’environnement, mais pas la réaction inverse, qui est exothermique et libère de la chaleur dans l’environnement. Pour aller au bout de la question et éliminer les choix (D) et (E), on peut ajouter que la variation d’énergie est de même intensité dans les deux directions de la réaction. En d’autres termes, si la réaction absorbe une certaine quantité d’énergie pour produire du sulfate de cuivre et de l’eau, elle libère la même quantité d’énergie lorsque le sulfate de cuivre et l’eau sont recombinés pour former le cristal initial. La quantité d’énergie est la même, mais le signe est différent. Il est donc incorrect de dire que la réaction inverse produirait une variation d’énergie globale plus ou moins importante que la réaction directe. La variation d’énergie est de même intensité.

Ainsi, lorsque la réaction directe est endothermique, quelle est l’affirmation correcte sur la réaction inverse ? La bonne réponse est la réponse (A), la réaction inverse est exothermique.

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