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Conservation de la masse

Avant de découvrir que la masse est une des formes de l'énergie, les lois de la physique et de la chimie avaient comme principe la conservation de la masse.

Loi de Lavoisier

Le médecin Jean Rey a publié en 1630 un ouvrage sous le titre Essais sur la recherche de la cause pour laquelle l’étain et le plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole...) augmentent de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage...) quand on les calcine. Cet ouvrage resta longtemps ignoré, jusqu'à ce que, en 1777, Antoine Lavoisier énonce la loi qui porte aujourd'hui son nom devant l'Académie des sciences : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) se transforme. »

Ce principe est par exemple illustré par la réaction suivante : Ag+ + Cl- -> AgCl

Soient un ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais, à partir de l'adjectif grec ἰόν (ion), se traduisant par « allant,...) Ag+ et un ion Cl-, à la fin de la réaction, les deux ions n'ont pas disparu, il n'en est pas apparu de nouveau, ils se sont simplement associés chimiquement. Les quantités de matière restent donc les mêmes au fil de la réaction. Si la somme de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la...) des réactifs au début de la réaction est de 10 g, alors la somme de la masse des produits à la fin de la réaction est également de 10 g.

Énergie de réaction

On sait aujourd'hui que ce qu'on appelle l'énergie de réaction dans une réaction chimique est due à la nature quantique de la structure électronique de la matière.

Cette nature quantique limite les configurations électroniques possibles et définit l'énergie qui leur correspond. Une réaction chimique correspond à la transition d'une configuration à une autre (passage d'un niveau d'énergie à un autre).

Si le niveau d'énergie d'arrivée est plus élevé que celui de départ, il faut fournir de l'énergie. La réaction est dite endo-énergétique ou endo-thermique (l'énergie étant fournie par le milieu, la température de celui-ci diminue).

Si le niveau d'énergie d'arrivée est plus bas que celui de départ, il y a dégagement d'énergie. La réaction est dite exo-énergétique ou exo-thermique (l'énergie libérée est capturée par le milieu dont la température augmente).

Dans le cas d'une réaction nucléaire (fission ou fusion), la masse des noyaux des constituants de départ et d'arrivée est différente. Cette différence se traduit sous forme d'énergie par la célèbre relation d'Einstein E = mc2, où E est l'énergie libérée lors de la réaction et m l'écart de masse entre l'état initial et l'état final et où "c" est la célérité qui est la vitesse (On distingue :) de la lumière dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) de 300 000 km/s .

L'énergie libérée lors d'une réaction nucléaire est bien plus importante que celle impliquée lors d'une réaction chimique. Par exemple, la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de...) d'un proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.) et d'un neutron (Le neutron est une particule subatomique. Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge électrique (ni positive, ni négative). Les neutrons, avec les protons, sont les constituants du noyau de l'atome. Pour...) pour former un noyau de deutérium libère 3,36×10-13 J alors que la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) de l'hydrogène et de l'oxygène ne libère que 4,75×10-19 J par molécule d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), soit environ 700 mille fois moins d'énergie.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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