PHÉNOMÈNES CHIMIQUES: CARACTÉRISTIQUES ET EXEMPLES - CHIMIE - 2024

Les phénomènes chimiques sont ceux comprenant une série de réactions chimiques qui se produisent dans la vie quotidienne. S'il est vrai que les réactions chimiques peuvent être étudiées ou effectuées en laboratoire, les phénomènes chimiques peuvent être observés n'importe où; à l'extérieur, dans les nuages, dans notre corps ou dans la cuisine elle-même.

Certains exemples de changements chimiques sont la combustion du bois, la digestion des aliments, la cuisson d'un œuf, le fer rouillé, la cuisson d'un gâteau, la pourriture des fruits, la viande rôtie, l'explosion de feux d'artifice, etc.

La cuisson des biscuits est l'un des innombrables phénomènes chimiques quotidiens que tout le monde connaît. Source: holmespj via Pixabay.

Il est facile de reconnaître les phénomènes chimiques, bien qu'ils ne soient pas isolés mais en conjonction avec des changements physiques (ou biologiques). On dit qu'un phénomène chimique s'est produit lorsqu'une augmentation de température, un dégagement de gaz, une illumination soudaine, une formation de précipités sont observés; ou des changements d'odeur, de couleur ou de texture.

Cependant, tous les phénomènes chimiques ont en commun la transformation de l'identité de la matière; la rupture des liaisons pour en établir de nouvelles, la disparition des réactifs pour générer des produits.

Un phénomène chimique «simple» peut englober ou classer un grand nombre de réactions chimiques obéissant à un ou plusieurs mécanismes. Cela se produit en particulier lorsque nous cuisinons, faisons cuire (biscuits dans l'image du haut) ou mangeons, ainsi que dans des processus biochimiques intéressants tels que la bioluminescence.

caractéristiques

Chaque réaction chimique distincte a un ensemble de caractéristiques qui leur permettent d'être reconnues ou classées parmi les autres; qu'il s'agisse de double déplacement (métathèse), de précipitation, de neutralisation, d'addition, d'isomérisation, de réduction d'oxyde, d'hydrogénation, de combustion, de pyrolyse, de saponification, de polymérisation et bien d'autres.

Certains d'entre eux peuvent être réversibles (les produits reforment les réactifs) ou irréversibles (il n'y a que formation de produit). De plus, certains sont exothermiques, endothermiques, lents ou rapides (avec ou sans catalyseur).

Cependant, tous s'accordent sur un changement d'identité de la matière (atome, groupe fonctionnel, molécule, etc.). Cela provoque une variation de l'une des propriétés du système, qui sont: la couleur, l'odeur, le pH, la température, la pression, la viscosité, la masse, le volume, la densité, l'indice de réfraction, entre autres.

Il est également fréquent d'observer des bulles, l'apparition de précipités ou de doubles phases, des flashs ou des explosions. Un phénomène chimique est alors caractérisé en montrant une combinaison de tels changements, et peut également consister en une série de réactions ou de transformations étroitement liées les unes aux autres.

C'est pourquoi, selon le prisme avec lequel on le regarde, les phénomènes chimiques se réfèrent principalement à tous les processus naturels ou quotidiens où l'on perçoit qu'il y a eu une ou plusieurs réactions chimiques simultanées.

Exemples

Cristallisation minérale

Certains minéraux cristallisent en raison de l'évaporation de l'eau. Source: Pxhere.

Bien que tous les mécanismes de cristallisation des minéraux ne soient pas strictement des phénomènes chimiques, c'est lorsqu'ils proviennent d'une solution aqueuse, qui s'évapore lentement tandis que les ions se regroupent et forment des cristaux de sel.

Les courants d'eau peuvent transporter des ions des roches vers d'autres régions, où ils finissent par s'évaporer et laisser une traînée de cristaux; comme cela se produit, par exemple, dans les lacs salés.

La combustion

Là où il y a un feu, il y a une oxydation vigoureuse et hautement exothermique. Lorsque vous allumez la tête d'une allumette, elle brûle avec l'oxygène de l'air pour produire des oxydes, ce qui se traduit non seulement par la chaleur, mais également par le changement de couleur de l'allumette du rouge au noir.

Un incendie est donc un phénomène chimique qui implique la formation de nombreux oxydes; bien que s'il se produit dans une forêt, une jungle ou une montagne, ceux-ci seront presque entièrement constitués de monoxyde de carbone, ainsi que d'oxydes d'azote et de soufre.

Pluie acide

Les pluies acides sont un phénomène chimique qui implique l'hydratation de divers oxydes d'acides gazeux (NO _x, SO ₃, ClO ₂, CO ₂). Lorsque ces oxydes gazeux interagissent avec les gouttelettes d'eau dans les nuages, ils se transforment en leurs oxoacides respectifs (HNO ₃, H ₂ SO ₄, HClO ₃, H ₂ CO ₃), qui finissent par être rejetés sous la pluie.

Les pluies acides se caractérisent par leur forte teneur en HNO ₃ et H ₂ SO ₄, affectant les écosystèmes aquatiques, les cultures, acidifiant l'eau des rivières et détériorant les statues de marbre.

Production et détérioration de l'ozone

L'ozone dans la stratosphère est produit lorsque l'oxygène réagit avec le rayonnement ultraviolet du soleil; et sa destruction naturelle, bien que par un mécanisme différent, régénère à nouveau l'oxygène.

Cependant, il existe des espèces chimiques qui, en raison du rayonnement ultraviolet, se décomposent en radicaux libres qui détruisent l'ozone, inhibant son action protectrice.

Fermentation

La fermentation est un exemple de phénomène chimique car les micro-organismes catalysent des réactions sur un substrat organique, qui est généralement un aliment, un jus ou une boisson, pour générer un changement radical de ses propriétés organoleptiques; surtout quand il s'agit de saveur, comme pour la bière et le vin.

Cuisiner

La cuisson consiste à effectuer une série de phénomènes chimiques pour qu'un petit-déjeuner, un déjeuner ou un dîner puisse être préparé à partir des ingrédients. Source: Milly Eaton via Pexels.

Un livre pourrait être écrit sur tous les phénomènes chimiques qui se produisent pendant que nous cuisinons. Pour commencer, l'utilisation du feu implique déjà la dénaturation des protéines qui composent les aliments, leur déshydratation et la rupture de certains liens pour générer des produits qui intensifient leurs saveurs et leurs couleurs.

Faire bouillir un œuf, faire du pain ou des biscuits, faire frire du poulet ou des steaks, faire du café, chauffer des pâtes, habiller une salade avec du vinaigre, faire fermenter des ananas, ajouter du citron aux poissons pour neutraliser leurs amines volatiles, etc., sont essentiellement des exemples de phénomènes chimiques.

Caramélisation et réaction de Maillard

La réaction de caramélisation du sucre est utilisée dans la préparation du caramel au fromage. Source: Guillermo Amador (flickr.com)

Un autre phénomène chimique particulier qui se produit fréquemment dans la cuisine est la caramélisation. Cela consiste à brûler partiellement une solution sucrée jusqu'à ce qu'elle devienne dorée ou brune; c'est-à-dire qu'il s'arrête juste lorsque le caramel est prêt.

Les sucres commencent à se déshydrater sous l'action de la chaleur pour créer un recueil de molécules; quelques petits (furanone et maltol), grâce auxquels le caramel a son odeur caractéristique; autre polymère (caramelina et caramelano), responsable des couleurs caramel.

Lorsque les sucres sont accompagnés en plus des protéines, la réaction de Maillard se produit, où maintenant les sucres réagissent avec leurs groupes amino.

Encore une fois, il est typique d'observer le phénomène chimique impliqué dans une telle réaction dans la cuisson de biscuits ou de gâteaux, dans la préparation de bières, dans la friture du bacon, dans le brunissement des viandes, dans le rôti de poulet, dans le grillage du céréales, etc.

Bioluminescence

Le littoral d'une plage s'illumine la nuit grâce à la bioluminescence d'algues dinoflagellées. Source: Jed de San Diego, République de Californie

Enfin, et non moins importante ou curieuse, nous avons la bioluminescence, où les organismes ou créatures sont capables de générer, par l'action de l'enzyme luciférase sur la protéine luciférine, leur propre lumière. Un exemple clair est vu dans les lucioles et leurs clignotements jaunes tout au long de la nuit.

Références

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