Méthode

Identifier les conditions expérimentales d'une réaction à sa rapidité

On réalise la réaction entre une solution d'acide chlorhydrique (H⁺_(aq) + Cl⁻_(aq)) et le zinc Zn_(s). L'équation de la réaction est la suivante :

$2{\text{H}}_{\left(\text{aq}\right)}^{+}+{\text{Zn}}_{\left(\text{s}\right)}\to {\text{H}}_2{}_{\left(\text{g}\right)}+{\text{Zn}}_{\left(\text{aq}\right)}^{2+}$.

Les conditions expérimentales de trois réactions sont données ci-dessous.

[H⁺]₀ correspond à la concentration initiale en ion hydrogène H⁺.

a. Déterminer quelle est la réaction la plus rapide entre la réaction 1 et la réaction 2 puis entre la réaction 1 et la réaction 3. Justifier.

b. Peut-on déterminer quelle est la réaction la plus rapide entre la réaction 2 et la réaction 3 ? Justifier.

c. Le temps de demi-réaction de la réaction 2 est égal à 15,2 s et celui de la réaction 3 est égal à 20,4 s. Conclure.

Solution

a. Les réactions 1 et 2 sont réalisées avec des concentrations initiales en ion hydrogène égales. La température où s'effectue la réaction 2 est supérieure à celle de la réaction 1, donc la réaction 2 est plus rapide que la réaction 1.

Les réactions 1 et 3 sont réalisées à des températures égales. La concentration initiale en ion hydrogène de la réaction 1 est inférieure à celle de la réaction 3, donc la réaction 3 est plus rapide que la réaction 1.

b. On ne peut pas savoir laquelle des deux réactions est la plus rapide car la température de la réaction 2 est supérieure à celle de la réaction 3 tandis que la concentration en ion hydrogène de la réaction 3 est supérieure à celle de la réaction 2.

c. Le temps de demi-réaction de la réaction 2 est inférieur à celui de la réaction 3. On en conclut que la réaction 2 est plus rapide que la réaction 3.