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Pages: 16 (3813 mots) Publié le: 18 janvier 2015
CHAPITRE 2 : LA CINÉTIQUE CHIMIQUE ; VITESSES ET MÉCANISMES DES RÉACTIONS CHIMIQUES


2.1 : Un aperçu de la cinétique chimique


Cinétique chimique : étude des vitesses des réactions, des facteurs qui influent sur celles-ci, et de la séquence des évènements moléculaires, appelée mécanisme réactionnel, selon laquelle les réactions se déroulent.

Certaines variables peuvent accélérer ouralentir les réactions :

La concentration des réactifs; la vitesse augmente généralement en fonction de la concentration des réactifs.
La température; la vitesse d’une réaction augmente habituellement avec l’élévation de la température.
La surface de contact; la vitesse d’une réaction augmente avec l’étendue de la surface de contact (particules fines).
La catalyse; l’utilisation decatalyseurs et courante pour augmenter la vitesse d’une réaction (enzymes, support métallique, etc.).



2.2 : La signification de la vitesse de réaction


Vitesse : variation d’une grandeur par une unité de temps.

La vitesse d’une réaction chimique v est le rapport entre la variation de concentration et le temps :

où c2 et c1 représentent les concentrations d’un réactif impliqué dans uneréaction aux temps respectifs t2 et t1.


Dans une réaction :

variation de concentration du réactif, [réactif], est négative (le réactif disparaît)
variation de concentration du produit, [produit], est positive (le produit apparaît)


Donc :

Selon cette convention, la vitesse de réaction est toujours positive, qu’elle soit déterminée à partir des réactifs ou à partir des produits. Lesunités les plus souvent utilisées sont les moles/(L•s).



La vitesse générale d’une réaction


On définit la vitesse générale de réaction comme étant la vitesse de la variation de la concentration d’une substance donnée divisée par son coefficient stoechiométrique dans l’équation chimique équilibrée. Donc, pour la réaction :

2 HBr(g) → H2(g) + Br2(g)

la vitesse générale deréaction est définie par :

vitesse générale de réaction =


De façon plus théorique : pour la réaction

aA + bB → cC + dD


vitesse =



La vitesse moyenne de réaction


La vitesse d’une réaction n’est généralement pas constante. Il faut donc préciser à quel moment elle est mesurée.

On appelle vitesse moyenne une vitesse de réaction mesurée sur unintervalle de temps donné.

2.3 : La mesure des vitesses de réaction


Se référer au tableau 2.1 et à la figure 2.4, se rapportant à la réaction de dégradation du peroxyde d’hydrogène :

H2O2(aq) → H2O(l) + ½ O2(g)



La courbe noire représente le taux de disparition du peroxyde lors de la réaction (décroissement de la concentration en fonction du temps).
Le calcul de la vitessemoyenne durant toute l’expérience (entre 0 et 600 s) est représenté par la droite pointillée. La valeur numérique de la vitesse est donnée par la pente de la droite (qui est négative) que l’on change de signe (pour lui donner une valeur positive) pour respecter la convention mentionnée plus haut.
Pour obtenir la vitesse de réaction à un point précis de la courbe, il faut considérer un intervalle detemps très court.
Si l’intervalle de temps dans lequel la vitesse de réaction est mesurée devient très court (tend vers zéro), on s’approche alors de la vitesse instantanée.

La vitesse instantanée correspond à la limite de la variation du réactif dans un intervalle de temps très court :

Vitesse instantanée =

Donc, la vitesse instantanée peut êtreobtenue par la tangente à la courbe (dérivée) en un point donné. C’est ce qui est représenté par la droite rouge, qui montre la vitesse de réaction spontanée, 300 secondes après le début de la réaction.
Au début de la réaction, la vitesse instantanée est appelée vitesse de réaction initiale. Elle est représentée par la droite bleue (turquoise) dans le graphique. Encore, la valeur numérique...
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