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Pages: 6 (1475 mots) Publié le: 4 janvier 2013
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CHAPITRE 1

TEMPS ET ÉVOLUTION CHIMIQUE : CINÉTIQUE ET CATALYSE

Notions et contenus
Réactions lentes, rapides ; durée d'une réaction chimique. Facteurs cinétiques. Évolution d'une quantité de matière au cours du temps. Temps de demi-réaction. Catalyse homogène, hétérogène et enzymatique.

Compétences exigibles
Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour suivre dans le temps unesynthèse organique par CCM et en estimer la durée. Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mettre en évidence quelques paramètres influençant l’évolution temporelle d’une réaction chimique : concentration, température, solvant. Déterminer un temps de demi-réaction. Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mettre en évidence le rôle d’un catalyseur. Extraire et exploiter desinformations sur la catalyse, notamment en milieu biologique et dans le domaine industriel, pour en dégager l’intérêt.

I.

Rappels sur la réaction chimique 1. Définitions

Au cours d'une réaction chimique un ou des réactifs (molécules, atomes ou ions mis en contact) réagissent pour former un ou des produits (molécules, atomes, ou ions) nouveaux. Réactifs Produits

Au cours d'une réaction chimiqueles quantités de réactifs diminuent alors que les quantités de produits augmentent. Au cours d'une réaction chimique les éléments se conservent. Au cours d'une réaction chimique la charge est conservé (=> il faut toujours équilibrer une équation bilan) Application 0 : Écrire les équation bilan suivantes : Combustion du propane avec le dioxygène de l'air. + − Action de l'acide chlorhydrique (deformule H(aq) +Cl(aq) et dont l'ion actif est l'ion + hydrogène: H(aq) ) sur le fer. On donne les couples Fe2+(aq)/Fe(s) et H+(aq) /H2(g) 2. Formules: Application 1 :On dissout 10,0 g de HCl(gaz) dans 1,0L l'eau. Écrire l'équation bilan correspondant à cette réaction. Quelle est la concentration en ions hydrogène obtenue [H+]? Application 2 : Calculer la quantité de matière correspondant à 12,0 g depropane. D'après l'équation bilan de la combustion du propane en déduire la masse puis le volume de vapeur d'eau produit par cette combustion. On donne Vm =24,0 L/mol ; M(C)=12,0 g/mol ; M(O)=16,0g/mol ; M(H)=1,0g/mol ; M(Cl)=35,5g/mol Quantité de matière, masse, volume et concentration

3. Avancement d'une réaction chimique Tableau d'avancement Relation stœchiométrique aA + bB -----> cC + dD 2

État du système Avancement État initial (i) 0 En cours (à t) x(t) État final (f) xf

Quantité de matière en mol ni(A) ni(B) 0 ni(A) - a x ni(B) - b x cx nf(A)=ni(A) - a xf nf(B)=ni(B) - b xf c xf

0 dx d xf

Avec xf : La valeur de l'avancement final Si la réaction est totale l'avancement final se calcule en supposant que tous les réactifs sont limitant (nf(A)= 0 mol, nf(B) = 0 mol ,….) mais en ne retenant que la pus petite valeurs de xf obtenue. C'est le réactif correspondant au plus petit xf obtenu qui est le vrai réactif limitant (« le vrai »). Dans ce cas ont dit que la réaction à atteint sont avancement maximal (donc xf = xmax ). La quantité de matière du réactif limitant est nulle à l'état final. Certaines réactions ne sont pas totales (on écrit dans ce cas l'équationbilan avec ⇄ ), donc les réactifs sont présents à l'état final en quantité non nulle et généralement en quantité plus faible qu'à l'état initial : voir chapitre sur la réaction chimique par échange de proton. Dans ce cas ont dit que la réaction à atteint sont état d'équilibre (xf ) Application 3: On fait réagir 1,0 g de fer avec 100 ml d'acide chlorhydrique de concentration 0,2 mol/L. Trouver leréactif limitant. On donne les couples Fe2+(aq)/Fe(s) et H+(aq) /H2(g) ; M(Fe)=56,0 g/mol
Choc efficace Choc inefficace

II.

Transformations lentes et rapides 1. Critères

Une transformation rapide se fait en une durée trop courte pour être suivie à l’œil (soit t < 1s). Une transformation lente peut être suivie pendant plusieurs secondes, minutes, heures à l’œil. Une transformation est...
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