CIN´ ETIQUE CHIMIQUE
I. R´ eactions rapides - R´ eactions lentes
1. R´ eactions rapides
Une r´eaction rapide se fait quasi instantan´ement, d`es que les r´eactifs sont en contact.
Exemples:
r´eaction entre I2 et S2O32-
r´eaction entre H2O2 et MnO4- en milieu acide.
2. R´ eactions lentes
Une r´eaction lente peut durer quelques minutes `a plusieurs jours.
Les produits ne se forment que progressivement.
Exemple: r´eaction entre I-et S2O82-.
Il se forme I2 qui colore le m´elange r´eactionnel en jaune puis brun de plus en plus fonc´e, au fur et `a mesure que le temps passe.
3. R´ eactions infiniment lentes ou bloqu´ ees
Le syst`eme chimique ne semble pas ´evoluer au cours du temps. La r´eaction peut durer plusieurs mois ou plusieurs ann´ees
(exemple : formation de la rouille).
II. Vitesse de r´ eaction
1. Vitesse volumique de r´ eaction
D´ efinition :
A la date t` 1, la vitesse volumique v d’une r´eaction se d´eroulant dans un volume V constant est la valeur de la d´eriv´ee par rapport au temps t de l’avancement x de la r´eaction, divis´ee par le volume V :
vt
1
1 V.dx
dtt1
2. D´ etermination de la vitesse volumique de r´ eaction
Pratiquement, on ne dispose pas de la fonction x(t). On a une s´erie de points exp´erimentaux qui permettent de tracer la courbe x = f(t).
La valeur de la d´eriv´ee par rapport au temps t de l’avancement x, pour t = t1, est donn´ee par le coefficient directeur de la tangente `a la courbe x = f(t) au point A1de la courbe d’abscisse t1
.
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vt
1
1
V.coefficient directeur de la tangente de la courbe x = f(t) au point A1 d’abscisse t1.
3. ´ Evolution de la vitesse volumique de r´ eaction
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Soit t2 ¡t1.
coefficient directeur de (T2) coefficient directeur de (T1) 1/V = cte
vt
2
1
V.coefficient directeur de (T2)
vt
1
1
V.coefficient directeur de (T1) doncvt
2 vt
1.
Au fur et `a mesure que le temps passe, la tangente `a la courbe x = f(t) se couche de plus en plus sur l’horizontale.
Donc son coefficient directeur diminue, donc la vitesse volumique de r´eaction diminue.
III. Temps de demi-r´ eaction
1. D´ efinition
Le temps de demi-r´eaction, not´e t1
2[/sub], est la dur´ee n´ecessaire pour que l’avancement x de la r´eaction soit ´egal `a la moiti´e de sa valeur limite.
xt1
2 = 1
2.xlimite
2. Pratiquement
On lit la courbe x = f(t) si la r´eaction est totale xlimite = xmax.
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V. ´ Etude d’un cas : r´ eaction entre I
-et S
2O
82-On m´elange une solution (K++ I-) de concentration C1 et de volume V1 avec une solution (2Na+ + S2O82-
) de concentration C2et de volume V2.
L’´equation de la r´eaction lente ´etudi´ee est 2I- + S2O82-
I2 + 2SO42-
.
On peut ´eventuellement tracer un tableau d’avancement de cette r´eaction lente.
Ici, l’avancement de la r´eaction est x = n(I2).
et [I2] = n(I2)/V = concentration molaire du diiode dans le m´elange r´eactionnel.
V = V1 + V2= volume du m´elange r´eactionnel = cte.
Finalement, dx dtt1
dnpI2q
dt t1
dprI2s.Vq dt t1 or V = cte, d’o`u
vt1 = 1
V.V.drI2s
dt t1 vt1 = drI2s
dt t1
CONCLUSION :la vitesse volumique de r´eaction `a la date t1 est la valeur de la d´eriv´ee de la concentration molaire du diiode par rapport au temps t.
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