Exothermique fait référence à un processus chimique qui libère de l’énergie en tant que sous-produit. Cette énergie est généralement sous forme de chaleur, mais peut également être sous forme de lumière, d’électricité ou de son. La libération se produit lorsque les liaisons entre les produits chimiques utilisés dans les réactions sont converties en énergie thermique.
Utilisé pour la première fois par le chimiste français Marcellin Pierre Eugène Berthelot, le terme vient du préfixe grec ex- et du mot thermein. Thermein fait référence aux processus de chauffage, tandis que le préfixe ex- signifie simplement à l’extérieur, indiquant que c’est la direction dans laquelle la chaleur va lorsqu’elle est produite. Berthelot croyait que tous les processus chimiques pouvaient être mesurés d’une manière ou d’une autre, par exemple par la chaleur dégagée par les réactions exothermiques.
Les réactions exothermiques ont lieu dans des conditions où les réactifs chimiques sont sous pression constante et à volume constant. Dans les cas de réactions dégageant de la chaleur, cela se traduit par une augmentation de la température. Cette chaleur peut provenir d’un dégagement préalable d’un autre sous-produit tel que la lumière. Dans ce cas, la lumière est absorbée dans les molécules du produit chimique, faisant vibrer les molécules. Cela génère à son tour de la chaleur.
Parfois, la chaleur est si faible que des instruments scientifiques sont nécessaires pour mesurer le changement de température. D’autres réactions se font sentir sans l’aide d’équipements scientifiques. Les réactions exothermiques sont courantes et se produisent lorsque l’eau se condense à partir de vapeur et forme de la pluie ou lorsque la neige se forme dans les nuages. Allumer une bougie provoque une réaction chimique exothermique ressentie dans la chaleur de la flamme, tout comme la combustion de bois ou de charbon dans un poêle produit suffisamment de chaleur pour réchauffer toute une maison.
La fission nucléaire est un autre exemple de réaction exothermique. Dans la fission nucléaire, les atomes de certains isotopes sont divisés, libérant de l’énergie thermique. Lorsqu’un atome est divisé avec un neutron, il libère non seulement de la chaleur, mais un neutron supplémentaire qui va ensuite diviser un autre atome, déclenchant une réaction en chaîne. C’est cette réaction en chaîne qui alimente un réacteur nucléaire, et la libération d’énergie thermique qui en fait une source d’énergie si précieuse. Les réactions sont cependant maîtrisées dans un réacteur ; lorsqu’elle n’est pas contrôlée, la réaction se transforme en celle qui entraîne une bombe nucléaire.
Le contraire d’une réaction exothermique est une réaction endothermique. Dans ce type de réaction chimique, l’énergie thermique est absorbée dans le processus ; cela se voit dans des réactions comme la photosynthèse et l’évaporation. Ces processus chimiques ne peuvent pas avoir lieu sans l’existence de chaleur, et parce que les réactions exothermiques produisent de la chaleur au lieu d’en avoir besoin comme composant de la réaction, les processus exothermiques se produisent plus spontanément.