Catégorie : Chimie Publié : 24 septembre 2013
Il n’y a pas de réelle différence entre un processus chimique et un processus physique en chimie. Certains professeurs de chimie aiment définir un processus chimique comme tout processus qui implique une réaction chimique et tous les autres processus comme des processus physiques. Selon ces professeurs, des choses comme la combustion de carburants sont des processus chimiques et des choses comme la dissolution du sel dans l’eau ou la congélation de l’eau en glace sont des processus physiques. Mais cette distinction est vraiment arbitraire et non fondamentale. Bien que de tels enseignants puissent faire une telle distinction avec la bonne intention d’enseigner à leurs étudiants, ils mettent vraiment en place les étudiants pour être confus à long terme.
Tous les processus qui impliquent l’interaction des atomes sont chimiques. Dissoudre du sel dans l’eau est une réaction chimique. Vous commencez avec deux réactifs distincts (le sel et l’eau), vous faites en sorte que les atomes se lient entre eux d’une nouvelle manière (chaque ion de sel devient lié à une foule de molécules d’eau), et un nouveau produit chimique est formé (l’eau salée). Comme c’est le cas pour toutes les réactions chimiques, la chaleur est échangée avec l’environnement dans le cadre du processus. La dissolution du sel dans l’eau n’est peut-être pas aussi glamour que l’explosion d’un ballon rempli d’hydrogène, mais il s’agit tout de même d’une réaction chimique.
Même des processus aussi simples que les changements de phase (solide à liquide, liquide à gaz, etc.) sont réellement de nature chimique. Dans le processus de congélation en glace, les molécules d’eau liquide commencent dans une configuration, forment des liaisons en prenant la nouvelle configuration et libèrent de l’énergie dans le processus. Certains enseignants n’aiment pas traiter les changements de phase comme des réactions chimiques car les équations chimiques de base ne sont pas très utiles pour enseigner aux élèves. Par exemple, l’équation chimique de base pour l’eau qui gèle en glace est : H20 → H20. Cette équation est trompeuse. Elle semble impliquer que rien ne se passe du tout. Pour cette raison, certains peuvent penser que les changements de phase ne comptent pas vraiment. Mais une équation chimique plus détaillée est plus éclairante : H20(liquide) – chaleur → H20(solide) . Contenue dans cette flèche, la formation de liaisons hydrogène stables entre les molécules d’eau après la suppression de l’énergie (l’énergie est toujours libérée lorsque des liaisons chimiques sont formées). La formation de liaisons est la caractéristique clé des réactions chimiques.
En fait, à peu près toutes les expériences quotidiennes qui nous sont familières sont fondamentalement de nature chimique. Taper dans un ballon de football, changer de vitesse sur un vélo, chanter et écrire des mots sur du papier sont tous décrits au niveau fondamental comme l’interaction d’atomes. Au niveau fondamental, les seuls processus qui ne sont pas de nature chimique sont les processus gravitationnels et les processus nucléaires/de particules subatomiques.
De plus, le terme « processus physique » est si vague qu’il est inutile. Chaque processus observable dans l’univers est physique. Les seules choses dans l’univers qui ne sont pas physiques sont des concepts abstraits tels que l’amour et la foi. Tous les processus chimiques sont physiques, tout comme les processus biologiques, géologiques, astronomiques, gravitationnels, subatomiques et nucléaires. Le livre « Misconceptions in Chemistry » de Hans-Dieter Barke déclare:
Il est traditionnel dans les cours de chimie de séparer les réactions chimiques des processus physiques. La formation de sulfures métalliques à partir de ses éléments en libérant de l’énergie est décrite dans tous les cas comme une réaction chimique. En revanche, la dissolution de substances dans l’eau est souvent considérée comme un « processus physique », car la matière « ne change pas réellement », la substance dissoute pouvant être retrouvée sous sa forme initiale grâce à des procédures de séparation « physiques ». Si l’on prend de l’hydroxyde de sodium et qu’on le dissout dans un peu d’eau, une solution incolore apparaît et dégage de la chaleur ; la solution conduit l’électricité et produit un pH élevé. Les élèves critiques considèrent que cette solution est une nouvelle matière et que la production de chaleur montre une réaction exothermique. À partir de cet exemple, on peut voir que cela n’a aucun sens de séparer la transformation de la matière en processus « chimiques » et « physiques ». Si nous continuons à le faire de façon routinière dans le sens de « nous l’avons toujours fait de cette façon », des idées fausses automatiques fabriquées à l’école apparaîtraient sur la base des traditions d’enseignement à l’école.
Thèmes : processus chimique, réaction chimique, phase, changement de phase, transition de phase, processus physique
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