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Chimie: Cinétique chimique :
Cinétique chimique
Résumé





1. Un aperçu de la cinétique chimique

La Cinétique chimique est l'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.

Certai nes variables peuvent accélérer ou ralentir 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 de catalyseurs et courante pour augmenter la vitesse d’une réaction (enzymes, support métallique, etc.).



2. La loi de vitesse d’une réaction chimique


Pour une réaction impliquant 2 réactifs, A et B :

aA + bB → produits

les mesures expérimentales ont montré que la vitesse de réaction est proportionnelle au produit des concentrations des réactifs affectée chacune d’un exposant :

v = k [A]m[B]n

- La constante de proportionnalité k est appelée constante de vitesse.
- Les exposants m et n sont les ordres de réaction.
- L’ordre est généralement un petit entier positif, mais peut aussi être nul, négatif ou fractionnaire.
- On dit que la réaction est d’ordre m par rapport à A, et d’ordre n par rapport à B.
- La somme de m et n est l’ordre global de la réaction.
- Les ordres de réaction ne sont pas nécessairement les coefficients stoechiométriques de l’équation chimique. Ils ne peuvent être déterminés que de façon expérimentale.



3. ordres des réactions


EN RÉSUMÉ :

Si on nous propose une série de valeurs expérimentales, pour en déterminer la loi de vitesse de la réaction :

1) On trace d’abord le graphique de la concentration du réactif en fonction du temps; s’il en résulte une droite, la réaction est d’ordre zéro.
2) Si c’est une courbe, on construit alors un graphique du logarithme naturel de la concentration du réactif en fonction du temps. S’il en résulte une droite, la réaction est d’ordre 1.
3) Si ce n’est pas une droite, il faut poursuivre la recherche dans une autre direction.



4. La demi-vie d'une réaction

On peut également exprimer la vitesse d’une réaction par sa demi-vie, dont le symbole est t1/2.

- La demi-vie correspond au laps de temps au bout duquel la concentration d’un réactif diminue de moitié;

- Si la demi-vie est peu élevée (courte), la réaction est rapide.

Selon la définition, lorsque t est égal à t1/2, [A] est égale à 0,5[A]0.

On peut calculer la valeur de t1/2 à partir des lois de vitesse intégrées .

EN RÉSUMÉ :

• Si le graphique de [A] en fonction de t donne une droite, la réaction est d’ordre zéro.
• Si le graphique de ln [A] en fonction de t donne une droite, la réaction est d’ordre 1.
• Si le graphique de 1/[A] en fonction de t donne une droite, la réaction est d’ordre 2.

ordre loi de vitesse loi de vitesse integrée graphique d'une droite k unités de k demie-vie
0 vitesse = k [A]t = - kt + [A]o [A] fonction de t - pente mol/L.s [A]o/2k
1 vitesse = k [A] ln([A]t/[A]o) = - k t ln([A]) fonction de t - pente 1/s ln(2)/k
2 vitesse = k [A]2 1/[A]t = k t + 1/[A]0 1/[A] fonction de t pente L/mol.s 1/k[A]o









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