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Certaines substances sont capables de réduire l’énergie d’activation. Comment cela affecterait-il les variations d’énergie au cours d’une réaction chimique ? (A) Il faudrait plus d’énergie pour que la réaction se produise. (B) Il faudrait moins d'énergie pour que la réaction ait lieu. (C) Il y aurait une augmentation de la variation d'enthalpie totale de la réaction. (D) Il y aurait une diminution de la variation d'enthalpie total de la réaction. (E) La réaction libère de l'énergie dans l'environnement, au lieu d'en absorber.
Cette question nous interroge sur l’énergie d’activation. Nous pouvons mieux comprendre l'énergie d'activation en examinant un profil réactionnel, qui montre le niveau d'énergie des molécules dans la réaction du début à la fin. Dans le profil réactionnel, l’énergie d’activation est la différence entre le niveau d’énergie des réactifs et le niveau d’énergie de l’état de transition de haute énergie au milieu de la réaction. L’énergie d’activation est la quantité minimale d’énergie requise pour qu’une réaction se produise. Si moins d’énergie que celle-ci est ajoutée, la réaction ne se produira pas.
Comme l’indique la question, certaines substances sont capables de réduire l’énergie d’activation. Nous appelons ces substances des catalyseurs. En présence d’un catalyseur, l’énergie d’activation est réduite. En d’autres termes, la barrière d’énergie que la réaction doit atteindre pour se dérouler est abaissée. En regardant nos choix de réponses, cette description correspond au choix de réponse (B) : Il faudrait moins d'énergie pour que la réaction ait lieu. Le catalyseur modifie l’énergie de la réaction et lui permet de se produire en utilisant moins d’énergie.
Pour être sûrs, éliminons aussi les autres choix de réponses. Le choix de réponse (A) est incorrect, car il est à l'opposé de l'effet du catalyseur observé. Les choix de réponses (C) et (D) sont également incorrects. La variation de l’enthalpie totale, ou Δ𝐻, est la différence d’énergie entre les réactifs et les produits. Puisque le catalyseur ne change que l’énergie de l’état de transition, il n’affecte pas la variation d’enthalpie total du début à la fin de la réaction.
Enfin, le choix (E) est également incorrect. Comme nous venons de le noter, le catalyseur ne change pas les niveaux d'énergie des réactifs ou des produits, il n'a donc aucune incidence sur le fait que la réaction gagne ou perde de l'énergie. Les catalyseurs peuvent être des molécules simples ou des structures biologiques complexes. L’oxyde de vanadium est une simple molécule utilisée comme catalyseur dans divers procédés industriels, tandis que l’amylase est un exemple de catalyseur biologique, ou enzyme, que notre corps utilise pour effectuer plus efficacement les réactions chimiques nécessaires.
Alors, comment cela affecterait-il les variations d’énergie pendant une réaction chimique ? (B) Il faudrait moins d'énergie pour que la réaction ait lieu.
