Énergie d'activation : qu'est-ce que c'est ?

La notion d'énergie d'activation est apparue à la fin du XIX^e siècle. Elle correspond à la quantité d'énergie qui doit être apportée à un système pour initier une réaction chimique. Elle est notée E_a et apparaît dans la loi d'Arrhenius :

k = A.e^-Ea/RT

où k correspond au coefficient de vitesse de la réaction, A au facteur pré-exponentiel d'Arrhenius (facteur de fréquence), R à la constante des gaz parfaits et TT à la température.

Énergie d’activation et réaction chimique

Mettons en contact, par exemple, deux réactifs : A et BC. Dans leur état initial, ils possèdent une certaine énergie. Celle-ci n'est pas nécessairement suffisante à déclencher une réaction chimiqueréaction chimique entre eux. Si l'on apporte une quantité d'énergie équivalant à l'énergie d'activation entre ces deux réactifs, ceux-ci vont être placés dans un état dit « de transition ».

A, B et C sont en cours de réaction. Ils forment alors ce que la théorie qualifie de « complexe activé », un assemblage temporaire, passage obligatoire dans le processus de réaction. La liaison entre B et C se brise et une nouvelle liaison peut se former entre A et B.

Énergie d’activation et catalyseur

L'énergie d'activation est toujours positive. Généralement, sa valeur se situe entre 20 et 200 kJ.mol^-1. L'action d'un catalyseurcatalyseur est de diminuer la valeur de l'énergie d'activation.

Utilité de l'énergie d'activation

L'énergie d'activation est une notion importante en chimiechimie et en physiquephysique, notamment en thermodynamiquethermodynamique et en cinétique chimiquecinétique chimique. Elle représente l'énergie minimale nécessaire pour qu'une réaction chimique puisse se produire. Plus précisément, il s'agit de l'énergie nécessaire pour surmonter la barrière énergétique entre les réactifs et les produits d'une réaction.

Concrètement, une réaction chimique peut se dérouler de manière spontanée si les réactifs possèdent une énergie suffisante pour surmonter cette barrière énergétique. L'énergie d'activation est donc un critère déterminant pour prédire la vitesse à laquelle une réaction chimique se produira. Plus l'énergie d'activation est faible, plus la réaction est susceptible de se produire rapidement.