CINETIQUE CHIMIQUE

I. Reactions rapides - Reactions lentes1. Reactions rapides

Une reaction rapide se fait quasi instantanement, des que les reactifs sont en contact.

Exemples : reaction entre I2 et S2O3

2-

reaction entre H2O2 et MnO4- en milieu acide.

2. Reactions lentes

Une reaction lente peut durer quelques minutes a plusieurs jours.Les produits ne se forment que progressivement.

Exemple : reaction entre I- et S2O82-.

Il se forme I2 qui colore le melange reactionnel en jaune puis brun de plus en plus fonce, au fur et a mesureque le temps passe.

3. Reactions infiniment lentes ou bloquees

Le systeme chimique ne semble pas evoluer au cours du temps. La reaction peut durer plusieurs moisou plusieurs annees(exemple : formation de la rouille).

II. Vitesse de reaction1. Vitesse volumique de reaction

Definition :

A la date t1, la vitesse volumique v d’une reaction se deroulant dans un volume V constant est lavaleur de la derivee par rapport au temps t de l’avancement x de la reaction, divisee par le volume V :

vt1�

1

V.dx

dtt1

2. Determination de la vitesse volumique de reactionPratiquement, on ne dispose pas de la fonction x(t). On a une serie de points experimentaux qui permettentde tracer la courbe x = f(t).

La valeur de la derivee par rapport au temps t de l’avancement x, pour t = t1, est donnee par lecoefficient directeur de la tangente a la courbe x = f(t) au point A1 de la courbe d’abscisse t1

.

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vt1�

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 reaction

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Soit t2 ¡ t1.coefficient directeur de (T2)   coefficient directeur de (T1)1/V = cte

vt2�

1

V.coefficient directeur de (T2)

vt1�

1

V.coefficient directeur de (T1)

donc vt2  vt1

.

Au fur et a mesure que le temps passe, la tangente a la courbe x = f(t) se couche de plus en plus surl’horizontale.Donc son coefficient directeur diminue, donc la vitesse volumique de reaction diminue.

III. Temps de demi-reaction1. Definition

Le temps de demi-reaction, note t 1

2

[/sub], est la duree necessaire pour que l’avancement x de lareaction soit egal a la moitie de sa valeur limite.

xt 1

2

=1

2.xlimite

2. Pratiquement

On lit la courbe x = f(t) si la reaction est totale xlimite = xmax.

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V. Etude d’un cas : reaction entre I- et S2O82-

On melange une solution (K+ + I-) de concentration C1 et de volume V1 avecune solution (2Na+ + S2O8

2-) de concentration C2 et de volume V2.

L’equation de la reaction lente etudiee est 2I- + S2O82- I2 + 2SO4

2-. On peut eventuellement tracer un tableau d’avancement de cette reaction lente.Ici, l’avancement de la reaction est x = n(I2).et [I2] = n(I2)/V = concentration molaire du diiode dans le melange reactionnel.V = V1 + V2 = volume du melange reactionnel = cte.

Finalement,dx

dtt1�

dnpI2q

dtt1�

dprI2s.Vq

dtt1

or V = cte, d’ou

vt1 =1

V.V.

drI2s

dtt1

vt1 =drI2s

dtt1

CONCLUSION : la vitesse volumique de reaction a la date t1 est la valeur de la derivee de la

concentration molaire du diiode par rapport au temps t.

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