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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