Un processus endothermique est un processus qui entraîne une augmentation de l’enthalpie H (ou de l’énergie interne U) du système. Dans un tel processus, un système fermé absorbe généralement de l’énergie thermique de son environnement, ce qui constitue le transfert de chaleur vers le système. Il peut s’agir d’un processus chimique, comme la dissolution du nitrate d’ammonium dans l’eau, ou d’un processus physique, comme la fonte des glaçons. Le terme a été inventé par Marcellin Berthelot à partir des racines grecques endo-, dérivées du mot « endon » (ἔνδον) signifiant « à l’intérieur », et de la racine « terme » (θερμ-), signifiant « chaud » dans le sens où une réaction dépend de l’absorption de chaleur pour se poursuivre. Le contraire d’un processus endothermique est un processus exothermique, qui libère ou « donne » de l’énergie, généralement sous forme de chaleur et parfois d’énergie électrique. Par conséquent, dans chaque terme (endothermique et exothermique), le préfixe se réfère à l’endroit où la chaleur (ou l’énergie électrique) va lorsque le processus se produit.
Détails
Le fait qu’une réaction puisse se produire spontanément dépend non seulement de la variation d’enthalpie mais aussi de la variation d’entropie (∆S) et de la température absolue T. Si une réaction est un processus spontané à une certaine température, les produits ont une énergie libre de Gibbs G = H – TS plus faible que les réactifs (réaction exergonique), même si l’enthalpie des produits est plus élevée. Par conséquent, un processus endothermique nécessite généralement une augmentation favorable de l’entropie (∆S>0) dans le système qui surmonte l’augmentation défavorable de l’enthalpie de manière à ce que ∆G<0 subsiste. Alors que les transitions de phase endothermiques vers des états plus désordonnés à entropie plus élevée, par exemple la fusion et la vaporisation, sont courantes, les réactions chimiques spontanées à des températures modérées sont rarement endothermiques. L'augmentation de l'enthalpie ∆H>0 dans une réaction hypothétique fortement endothermique se traduit généralement par ∆G = ∆H – T ∆S>0, ce qui signifie que la réaction ne se produira pas (sauf si elle est entraînée par une énergie électrique ou photonique). Voici un exemple de réaction endothermique et exergonique
C6H12O6 + 6 H2O → 12 H2 + 6 CO2, ∆rH° = +627 kJ/mol, ∆rG° = -31 kJ/mol