vitesse d'une réaction chimique
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| cinétique chimique cours complet |
sommaire
Generalites sur la cinétique chimique
La cinétique chimique est l’étude du déroulement temporel, c’est-à-dire en fonction du temps, des réactions chimiques.
Les objectifs de cette cours est Savoir déterminer la vitesse volumique d’une réaction
chimique et Savoir déterminer le temps de demi-réaction d’un système.
A) Transformations lentes et rapides
La transformation d’un système chimique est dite :- Immédiatement, si la variation du système est rapide et que la réaction semble terminée au moment où les réactifs se touchent.
- Lent, si le changement de système prend de quelques secondes à plusieurs minutes voire plusieurs minutes.
- Infiniment lent, si le développement du système ne peut être reconnu même après plusieurs jours: Le système correspondant doit être cinétiquement inerte.
B) Catalyseurs
◉ Un catalyseur est un corps qui accélère une réaction chimique spontanée sans subir de changements permanents. L'effet d'un catalyseur sur une réaction est une catalyse de cette réaction.
◉ Si le catalyseur est dans la même phase que les réactifs, le catalyseur est dit homogène.
◉ Le mécanisme d'une réaction catalysée diffère de celui d'une réaction non catalysée: la réaction lente globale est remplacée par plusieurs réactions rapides.
◉ Dans le cas d'un catalyseur homogène, la réaction du volume total occupé par le système se produit; Plus la concentration du catalyseur est rapide.
En cas de décomposition hétérogène, la réaction se déroule à la surface du catalyseur. La surface du catalyseur est plus grande.
◉ La catalyse est sélective : quand plusieurs réactions spontanées peuvent se dérouler à partir des mêmes réactifs, il est possible, grâce à un catalyseur convenablement choisi, d’accélérer sélectivement l’une de ces réactions.
C) Temps de demi-réaction d’un système
Des dosages directs ou indirects, des mesures manométriques, conductimétriques ou spectrophotométriques permettent de déterminer la progression x , ou l'avance de volume Xⅴ = x/v en fonction du temps.
Le temps de demi-réaction t½ est le temps nécessaire pour que la charge atteigne la moitié de sa valeur finale .Dans un système caractérisé par un temps de demi-réaction t½ , le développement est presque complet après une période de l'ordre de quelques t½ .
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Détermination graphique du temps de demi-réaction t½ |
D) Vitesse de réaction
La vitesse volumique ひ au temps t₁ d'une réaction qui a lieu dans un volume V est la valeur au temps t₁ de la dérivée temporelle (c'est-à-dire en fonction du temps) de l'avancement de la réaction ,divisé par le volume V:
avec t=t₁
Lorsque le volume de la solution est constant :
ひ(t₁) = 1/V. (dx/dt) = 1/V. ((dx/v)/dt) = (dXv/dt)
La vitesse volumique de réaction est égale au quotient d’une quantité de matière par le produit d’un volume et d’un temps : on l’exprime en mole par litre et par seconde (mol.L−1. s −1) ou encore en mol.L−1. min −1 ou mol.L−1. h− 1, selon la durée d’évolution du système étudié.
E) Interprétation microscopique des facteurs cinétiques
Influence des concentrations de réactifs
Le nombre de chocs par unité de temps et de volume entre les molécules de deux espèces diminue lorsque les concentrations de ces espèces diminuent. C'est la raison pour laquelle la vitesse des réactions chimiques diminue généralement au fur et à mesure que le cours progresse.
Influence de la température
Le nombre de chocs intermoléculaires par unité de temps et de volume et leur efficacité augmentent avec l'augmentation de la température. C'est pourquoi la vitesse d'évolution d'un système chimique augmente avec la température.
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