effets thermiques d'une réaction acido-basique

[lauriane (S)]

Bonjour,
J'ai un exercice concernant une réaction exothermique.
L'expérience consiste à introduire 100ml d'eau et 10ml d'acide chlorhydrique dans un récipient puis d'y ajouter des masses croissantes d'hydroxyde de sodium solide en suivant la température après chaque ajout. Puis on réalise une seconde expérience avec cette fois si seulement 50ml d'eau au préalable. On remarque alors que l'élévation de température est plus importante est plus rapide.
Mais il y a une question que je ne comprends pas, "qu'est-ce qui permet de dire que l'énergie thermique produite lors de ces deux expériences est la même?"
Merci d'avance.

[SoS(24)]

Bonjour Lauriane,
Posez-vous la question : pourquoi y a-t-il augmentation de la température ? Quelle est l'espèce chimique qui réagit et qui apporte l'énergie nécessaire pour que la température augmente.

[Lauriane]

Bonjour,
l'espèce qui réagit et apporte de l'énergie pour que la température augmente est l'hydroxyde de sodium. La température augmente car on a ici à faire à une réaction entre un acide fort et une base forte...
Il y a donc un effet thermique suite à la réaction : l'augmentation de température. Mais je ne suis pas sure de comprendre ce que veut dire énergie thermique... enfin je n'arrive pas à comprendre comment elle peut être identique sachant que l'élévation de température est différente dans les deux expériences (suite à la différence de concentration de l'aice)... qu'est-ce que cela représente? Y a-t-il un calcul à faire?
Merci encore!

[SoS(29)]

Bonjour.
Je pense que votre première phrase

l'espèce qui réagit et apporte de l'énergie pour que la température augmente est l'hydroxyde de sodium

Va à l'encontre de la suivante

La température augmente car on a ici à faire à une réaction entre un acide fort et une base forte

D'après cette deuxième phrase, vous dites que la température augmente suit à la réaction entre l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium. Donc l'hydroxyde de sodium seule ne peut apporter l'énergie contrairement à ce que laisse suggérer la première phrase.

Mais je ne suis pas sure de comprendre ce que veut dire énergie thermique

Lors de la réaction entre l'acide et la base des liaisons sont brisées (réactifs) et d'autres sont formées (produits). L'énergie stockée dans les réactifs est visiblement supérieure à celle stockée dans les produits (on constate une élévation de température) l'énergie "en trop" est libérée et élève la température du système chimique (du mélange) c'est à dire initialement les réactifs + l'eau et au final les produits + l'eau.
Comme il y a la même quantité de matière de réactifs (même quantité de matière d'acide et de base) l'énergie libérée est la même.
Quelle est la différence permettant d'expliquer que l'élévation de température soit différente ?

[Lauriane]

Je comprend maintenant ce qu'est l'énergie thermique, merci.
Dans l'expérience, la seule différence et la concentration de l'acide chlorhydrique au départ, plus celle-ci est forte, plus l'élévation de température est grande. Il y a en fait moins d'eau, un volume de solution inférieur pour la deuxième solution. La température augmente donc plus rapidement et plus fortement car il y a "moins de solution"?

[SoS(29)]

Non dans cette expérience la concentration n'influe par directement sur la différence observée même si cela peut paraitre être le cas.
Je m'explique.
Non : car la quantité de matière d'acide et de base est la même dans les deux cas. Et l'énergie libérée est liées à la réaction chimique entre cet acide et cette base c'est-à-dire quelle est libérée suite à la rupture des liaisons des réactifs et la formation des liaisons permettant d'obtenir les produits. Donc ce qui est essentiel c'est la quantité de matière des réactifs.
L'énergie libérée chauffe quoi ?
Comme vous l'avez suggérée dans la phrase :

Il y a en fait moins d'eau, un volume de solution inférieur pour la deuxième solution. La température augmente donc plus rapidement et plus fortement car il y a "moins de solution"

L'énergie libérée sert à chauffer la solution est ce qui est différent entre la première et la seconde expérience c'est la volume d'eau.
Plus le volume d'eau est grand plus pour la même énergie la température sera moindre.
La concentration n'est pas un paramètre pertinent pour expliquer cette différence.
Alors même s'il y a une corrélation entre la diminution de la concentration de l'acide et la différence de température, cette explication n'est pas satisfaisante.

[Lauriane]

C'est donc le volume d'eau à chauffer moins important qui explique cette augmentation plus importante de température.
Merci beaucoup pour toutes vos explications!

[SoS(29)]

C'est cela