La chimie, c'est aussi et surtout fun quand ça fait de la lumière, de la couleur, du bruit et/ou de la chaleur. Bref, quand ça pète bien fort. Voici une présentation d'une telle réaction, nommée aluminothermie. De plus, cela vous permet aussi de briller en société, à grand renfort de thermodynamique.

Attention : cet article n'a qu'une vocation de présentation, ne tentez pas de reproduire ceci chez vous. Ces manipulations sont faites par des professionnels. Un vade mecum de la réaction chimique.

Une réaction chimique, c'est (en très gros) une suite de ruptures et de formations de liaisons chimiques.
Exemples de réaction chimiques : Dissolution du sel de cuisine dans de l'eau. Combustion du bois. Synthèse du sucre par photosynthèse. Oxydation des métaux.
Exemples de phénomènes non chimiques : Erosion mécanique des roches. Chute d'un homme du haut de son immeuble. Fission nucléaire.

Pour briser une liaison, il faut de la chaleur. On dit que ce phénomène est endothermique. Il faut se dire que la chaleur va dans le système. Quand une liaison se forme, cela dégage de la chaleur et donc, c'est exothermique. La chaleur sort du système.

Ce qui gouverne l'univers, c'est le grand Dieu entropie. Il veut que l'énergie soit de plus en plus dispersée à travers l'univers. (A noter que la matière est de l'énergie condensée, elle se disperse donc aussi. D'où la fameuse notion de désordre qui accompagne ce Dieu.) Mais je ne dévoilerai pas plus de détails sur ce culte.

Pour ces raisons thermodynamiques, l'énergie préfère généralement être en dehors du système, c'est pour ceci que les atomes ce lient entre eux, même si cela fait que les atomes restent à un niveau ordonnée.

Et la chimie ?

Pour une réaction chimique, il nous faut des réactifs. Et pour l'aluminothermie, il y a :

à ma gauche, de l'aluminium. Il est beau, brillant, n°13 dans le tableau, il pèse 26.98 grammes par mole.



à ma droite, de l'oxyde de fer, surnommé rouille. Il est rougeâtre et pèse 159.6 grammes par mole.



(Une mole, c'est un peu comme un six pack de bière, c'est une quantité standard fixe de environ 6.02*10^23 éléments, en l'occurrence de molécules)

Pour les produits, on prévoit du fer métallique et de l'oxyde d'aluminium.

Voici l'équation chimique de cette réaction.



Cette réaction fait partie de la famille des réactions d'oxydoréduction. C'est a dire qu'il y a transfert d'électrons d'un élément à un autre. Mais je ne détaillerais pas plus.

C'est assez visible, le but est de faire passer les molécules d'oxygène O du fer à l'aluminium.
La réaction est très exothermique, elle dégage 851 kilo joules par mole d'oxyde de fer. Cette réaction produit tellement de chaleur qu'elle est impossible à stopper. Il ne sert à rien de verser de l'eau dessus, car bien que ce soit une combustion, l'oxygène est apporté par l'oxyde de fer. Il est possible de produire cette réaction sous l'eau. La température monte jusqu'à 2500 °C.

Les bonnes proportions sont 25.3 % de masse d'aluminium et 74.7% de masse d'oxyde de fer.

Comment on fait ? On les met ensemble et on attend ? Ce n'est pas si simple (et heureusement). Tout d'abord, il faut que tout soit bien mélangé, on veillera à avoir les deux réactifs sous forme de poudre assez fine. Ensuite, il faut que la réaction démarre. On fournit un peu de chaleur au mélange pour amorcer la réaction. Dans ce cas, ça peut être un ruban de magnésium qui sert de mèche. Et là, c'est parti. Je vous laisse admirer le spectacle.
http://photochemistry.epfl.ch/EFC/Applet/Aluminothermie.mov

Voilà, c'est fini. A la fin, il y a un lingot de fer métallique tout chaud. L'oxyde d'aluminium se disperse dans l'air, et aussi un peu dans le lingot de fer. Cette réaction à été inventée par Dr. Hans Goldschmidt qui l'a brevetée en 1895. Elle est utilisée pour souder des rails de chemins de fer.

Si vous voulez en voir plus, tapez "thermite" dans google videos. On peut y voir des gens qui s'amusent (notamment avec une voiture de marque française).

Voilà, à vous de briller en société.