258 Ch imie pour les étudiants en médecine ...
16.3 L'énergie d'activation
Nous avons vu dans la section précédente que le signe et la valeur du 1'!,.G
conditionnent le degré d'avancement d'une réaction, c'est-à-dire permettent de savoir si ladite réaction atteindra un certain état d'équilibre
ou s'achèvera complètement. Il est important de réaliser que ceci ne
nous donne aucune information du tout quant à la rapidité avec laquelle
la réaction évoluera. Par exemple, il a été établi dans la section précédente que le 1'!,.G relatif à l'oxydation du glucose par l'oxygène était négatif et extrêmement grand, ce qui signifie qu'une telle réaction est censée
évoluer jusqu'à son achèvement complet. Et cependant, nous savons
que du glucose peut être conservé en toute sécurité dans un flacon, où
il est forcément en contact avec l'air, c'est-à-dire avec de l'oxygène, sans
qu'aucune réaction ne soit visible, même après longtemps. Ceci est dû
au fait que pour enclencher la réaction d'oxydation, il faut fournir une
certaine quantité d'énergie et une telle énergie n'est normalement pas
disponible dans l'environnement du glucose dans son flacon. L'énergie
qu'il faut fournir aux réactifs pour que ceux-ci réagissent est appelée
l'énergie d'activation. Cette énergie est indispensable pour étirer, ou
en tout cas pour déformer suffisamment les liaisons dans les molécules des réactifs afin que celles-ci deviennent sensibles aux chocs. Le
schéma de la figure 16.l montre la relation qui existe entre l'énergie
libre d'une réaction chimique et l'énergie d'activation de celle-ci.
E.
Réactifs
/',G
Produits
--------------�--- -- -
Avancement de la réaction
Figure 16.1 Un profil caractéristique d'une réaction chimique.
Dans ce schéma, on constate que le niveau énergétique des produits
est inférieur à celui des réactifs, ce qui implique que le 1'!,.G est négatif
pour cette réaction. Mais quoi qu'il en soit, avant que les réactifs ne
puissent se transformer en produits, il faut leur fournir une quantité
d'énergie égale à E. pour qu'ils soient capables de réagir, bref il faut que
ces réactifs puissent surmonter une barrière d'énergie. En pratique, on
fournit cette énergie aux réactifs en chauffant le mélange réactionnel.
Une autre approche consiste à trouver un moyen permettant d'abaisser la barrière d'énergie.
16.3 L'énergie d'activation
Nous avons vu dans la section précédente que le signe et la valeur du 1'!,.G
conditionnent le degré d'avancement d'une réaction, c'est-à-dire permettent de savoir si ladite réaction atteindra un certain état d'équilibre
ou s'achèvera complètement. Il est important de réaliser que ceci ne
nous donne aucune information du tout quant à la rapidité avec laquelle
la réaction évoluera. Par exemple, il a été établi dans la section précédente que le 1'!,.G relatif à l'oxydation du glucose par l'oxygène était négatif et extrêmement grand, ce qui signifie qu'une telle réaction est censée
évoluer jusqu'à son achèvement complet. Et cependant, nous savons
que du glucose peut être conservé en toute sécurité dans un flacon, où
il est forcément en contact avec l'air, c'est-à-dire avec de l'oxygène, sans
qu'aucune réaction ne soit visible, même après longtemps. Ceci est dû
au fait que pour enclencher la réaction d'oxydation, il faut fournir une
certaine quantité d'énergie et une telle énergie n'est normalement pas
disponible dans l'environnement du glucose dans son flacon. L'énergie
qu'il faut fournir aux réactifs pour que ceux-ci réagissent est appelée
l'énergie d'activation. Cette énergie est indispensable pour étirer, ou
en tout cas pour déformer suffisamment les liaisons dans les molécules des réactifs afin que celles-ci deviennent sensibles aux chocs. Le
schéma de la figure 16.l montre la relation qui existe entre l'énergie
libre d'une réaction chimique et l'énergie d'activation de celle-ci.
E.
Réactifs
/',G
Produits
--------------�--- -- -
Avancement de la réaction
Figure 16.1 Un profil caractéristique d'une réaction chimique.
Dans ce schéma, on constate que le niveau énergétique des produits
est inférieur à celui des réactifs, ce qui implique que le 1'!,.G est négatif
pour cette réaction. Mais quoi qu'il en soit, avant que les réactifs ne
puissent se transformer en produits, il faut leur fournir une quantité
d'énergie égale à E. pour qu'ils soient capables de réagir, bref il faut que
ces réactifs puissent surmonter une barrière d'énergie. En pratique, on
fournit cette énergie aux réactifs en chauffant le mélange réactionnel.
Une autre approche consiste à trouver un moyen permettant d'abaisser la barrière d'énergie.