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CHAPITRE: VITESSE DUNE REACTION CHIMIQUE

LA CINETIQUE CHIMIQUE

I) Etude exprimentale1)Raction de liodure de potassium (KI) avec le peroxodisulfate de

potassium(K2S2O8)

a)Exprience

Bcher (a) bcher (b)

b)Interprtation Le contenu du bcher (a) prend progressivement une couleur jaune qui devient

au fur et mesure que le temps scoule une couleur brune fonce .

Le contenu du bcher (b) prend progressivement une couleur bleue fonce aufur et mesure que le temps scoule .

La couleur jaune brune qui apparait dans le bcher (a) est due la formationdu diiode I2 .

La couleur bleue fonce qui apparait dans le bcher (b) est due la formation deI2qui donne un complexe bleu avec lempois damidon .

c)ConclusionLes deux expriences montrent que lavancement x de la raction augmente au cours dutemps .

2)Equation de la raction mise en jeuDans cetexemple la raction mise en jeu est une raction doxydorduction mettant en

jeu les couples redox : I2/I- et S2O82-/SO42- .

Mlange de KI et de K2S2O8

Solution brune

Mlange de KI et de K2S2O8+

empois damidon . solution bleue

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Donc : les ions peroxodisulfate S2O82- oxydent les ions I- en I2 et se rduisent en ions

sulfate SO42- .

2I- I2 + 2e-

S2O82- + 2e- 2 SO42-

S2O82- + 2I- I2 + 2 SO42-

Tableau davancement

Equation de la raction S2O82- + 2I- I2 + 2 SO42-

tats avancement Quantit de matire

nS2O82-)0 nI-)0 0 0t = 0 0

tqcq x nS2O82-)0 - x nI-)0 -2 x x 2 x

tf xf nS2O82-)0 - xf nI-)0 -2 xf xf 2 xf

Remarque

Remarquons que lavancementde la raction est : x = nI2)t

Donc pour tudier la cintique de la raction , il suffit de suivre lvolution de la

quantit de matire de diiode (I2) form au cours du temps .

pour se faire , on dose la quantit de matire de diiode I2 form par une solutionde thiosulfate de sodium ( Na2S2O3) .

Burette contenant ( Na2S2O3)

Bcher contenant (I- + S2O82-

Agitateur magntique

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Dans ce cas les ions S2O32- rduisent I2 en ions iodure I-et soxydent leur tour en ions

S4O62- .

I2 + 2 e- 2I-

2S2O32-

S4O62-

+ 2 e-

Bilan : 2S2O32- + I2 2I- + S4O62-

Daprs lquation de cette reaction on a :

nI2)t= ns2O32- = C.V

II) Vitesse moyenne dune raction chimique1)Dfinition

la vitesse moyenne dune raction chimique note Vmoy(t1 , t2) est une grandeur quinous renseigne sur la variation de son avancement x dans lintervalle de temps [t1,t2]

par unit de temps .

remarque

Si les ractifs et les produits constituent une seule phase et si la transformation se

produit volume constant , on peut dans ce cas parler de la vitesse volumique moyenne

de raction entre deux instants t1 et t2 .

2)Dtermination graphique de Vmoy(t1,t2)Lorsquon veut dterminer la vitesse moyenne dune raction chimique entre deux

instants (t1 , t2) , on trace la droite passant par les deux points correspondants .

2 11 2

2 1

1

( ) ( )( , )

: .

( ) :

moy

x t x t xV moy t t

t t t

v en mol temps

x t en mol

2 11 2

2 1

1 1

1

( ) ( )1 1( , )

: . .

( ) : .

vmoy

x t x t x yVvmoy t t

V t t V t t

v en mol L temps

y t en mol L

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X(mol)

N

M

III) Vitesse instantane dune reaction chimique1)Definition

La vitesse instantane dune raction chimique un instant de date t note V(t) , est la

limite vers laquelle tend la vitesse moyenne entre les instants (t1 , t2) lorsque t2 tend

vers t1.

remarque

Si les ractifs et les produits constituent une seule phase et si la transformation se

produit volume constant , on peut dans ce cas parler de la vitesse volumique de la

raction entre deux instants t1 et t2 .

1

( ) ( )( , )

: .

( ) :

M N

N M

moy

x N x MV moy t t

t t

v en mol temps

x t en mol

XN

XM

2 1 2 1

2 11 2

2 1

1

( ) ( )( ) lim ( , ) lim )

( ) : .

moy t t t t t

x t x t dxV t V t t

t t dt v t en mol temps

tNtM

2 1 2 1

2 11 2

2 1

1 1

( ) ( )1 1( ) lim ( , ) lim ) )

( ) : . .

v v moy t t t t t t

v

x t x t dx dyV t V t t

V t t V dt dt

v t en mol L temps

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2)Dtermination graphique de la vitesse instantane dune ractionGraphiquement la valeur de la vitesse dune raction chimique un instant t est :

La pente de la tangente la courbe x=f(t) cet instant t .

X(mol)

X(B)

X(A)

t

IV) GnralisationSoit la raction : a.A + b.B c.C + d.D avec :

A et B sont les ractifs . C et D sont les produits .

( a , b , c , d ) sont les coefficients stochiomtriques .

Pour tudier la cintique chimique de cette raction on peut soit choisir lun des

ractifs , soit lun des produits .

Equation de la raction a.A + b.B c.C + d.D

tats avancement Quantit de matire

nA)0 nB)0 0 0t = 0s 0

t qcq x nA)0 -a.x nB)0 - b.x c.x d.x

t final xf nA)0 - a.xf nB)0 -b.xf c.xf d.xf

Remarquons daprs le tableau que :

A

B

tA tB

M

tM

1

( ) ( )( )

( ) : .

B A

B A

x t x tV t

t t

v t en mol temps

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0 0) ) ) ) ) )A A t B B t C t D tn n n n n nxa b c d

remarque

Si les ractifs et les produits constituent une seule phase et si la transformation se

produit volume constant , on peut dans ce cas calculer de la vitesse volumique de la

raction .

FIN CHAPITRE

1 1 1 1 1( ) . . . .v

d A d B d C d DdxV t

V dt a dt b dt c dt d dt

1 1 1 1( ) . . . .CA B D

dndn dn dndxV t

dt a dt b dt c dt d dt