Cinétique chimique et vitesse de réaction
Fiche ultra-condensée pour PASS/LAS – À mémoriser en 10 min
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Vitesse de réaction
Définitions clés
La vitesse volumique lie disparition des réactifs et apparition des produits via les coefficients stœchiométriques.
- v = -1/νᵣ d[R]/dt = 1/νₚ d[P]/dt
- Unité : mol·L⁻¹·s⁻¹
- -d[R]/dt > 0 mais v > 0
νᵢ : coefficient stœchiométrique de l’espèce i (négatif pour les réactifs).
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Loi de vitesse et ordre
k : constante de vitesse (unité dépend de l’ordre global α+β).
Ordre partiel
- Déterminé expérimentalement
- Indépendant des coefficients stœchiométriques
- Ex: α pour [A]
Ordre global
- Somme des ordres partiels
- Détermine l’unité de k
- Ex: 1 pour réaction du 1ᵉʳ ordre
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Réactions d'ordre 0, 1 et 2
| Ordre | Loi intégrée | t₁/₂ |
|---|---|---|
| 0 | [A] = [A]₀ - kt | [A]₀/(2k) |
| 1 | ln[A] = ln[A]₀ - kt | ln(2)/k |
| 2 | 1/[A] = 1/[A]₀ + kt | 1/(k[A]₀) |
Pour t₁/₂ : seul l’ordre 1 est indépendant de [A]₀.
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Détermination graphique
- 1
Tracer [A] vs t → droite ⇒ ordre 0
- 2
Tracer ln[A] vs t → droite ⇒ ordre 1
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Facteurs cinétiques
CAT : Concentration, Arrhenius, Température.
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Mécanismes et exploitation expérimentale
Pour la réaction 2A → B, on mesure [A] à t=0 (0.1 M) et t=10 s (0.05 M). Déterminer l’ordre et k.
- Hypothèse : ordre 1 → ln[A] = ln[A]₀ - kt
- ln(0.05) = ln(0.1) - k·10 → k = (ln(2))/10 ≈ 0.069 s⁻¹
- Vérification : droite ln[A] vs t confirme l’ordre 1.
Réaction du 1ᵉʳ ordre avec k ≈ 0.069 s⁻¹.
- Vitesse : ==v = -1/νᵣ d[R]/dt== (mol·L⁻¹·s⁻¹)
- Loi : v = k [A]ᵅ [B]ᵝ (ordre global = α+β)
- t₁/₂ : indépendant de [A]₀ uniquement pour ordre 1
- Facteurs : concentration, température, catalyseur, surface