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ϕΤΕΜ

2003−2004

CINETIQUE CHIMIQUE

Résumé de cours

Jacques Delaire ENS de Cachan
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I.

INTRODUCTION

La cinétique chimique est la science qui s’occupe de la façon dont les réactions chimiques procèdent (mécanisme) et de leur vitesse. Deux motivations principales pour étudier la cinétique : - prédire les facteurs qui peuvent influer sur la vitesse : température, pression, concentrations, présence d’un catalyseur…. - Relier la vitesse au « mécanisme » : une réaction dont nous écrivons l’équation stoechiométrique de manière globale, est en fait une succession de réactions élémentaires. Ces deux motivations relèvent de la cinétique proprement dite. A un niveau encore plus fin, on peut s’intéresser au mécanisme d’une réaction élémentaire. Ex. : Réaction élémentaire Br. + H2 Quel est le rôle de la vibration de H2, quel est le rôle de la rotation ? Cette description fine relève de la dynamique chimique. II. DEFINITIONS 1. Vitesse d’une réaction chimique. Soit une réaction dont le bilan global est aA + bB cC + dD La vitesse de la réaction se définit par : 1 d[A ] 1 d[B] 1 d[C] 1 d[D] v=− =− = = b dt d dt a dt c dt

Si on introduit le degré d’avancement de la réaction ξ, la vitesse se définit par dξ v= dt 2. Loi de vitesse et constante de vitesse : La vitesse d’une réaction est souvent proportionnelle à la concentration des réactifs élevée à une certaine puissance : v = k [A ]α

[B]β

k est la constante de vitesse, fonction unique de la température α et β sont des entiers ou demi-entiers, α est l’ordre partiel de la réaction par rapport à A, β est l’ordre partiel de la réaction par rapport à B. α + β est l’ordre global de la réaction. Si α = 1, on dit que la réaction est du premier ordre par rapport à A Si β = 2, on dit que la réaction est du 2ème ordre par rapport à B. 3. Ordre et molécularité Pour certaines réactions, il y a une relation entre l’ordre partiel par rapport aux réactifs et les coefficients stoechiométriques de la