Fiche de révision

Facteurs cinétiques

Contenu


Une réaction chimique lente peut voir sa vitesse augmentée en faisant varier un certain nombre de paramètres physique tels que la température du milieu réactionnel ou la concentration initiale des réactifs. Un catalyseur permet également d'accélérer une réaction.

I Effet de la température et de la concentration initiale des réactifs

 La température est un facteur cinétique : lorsque l'on augmente celle-ci, on observe généralement une augmentation de la vitesse de la réaction chimique. Le système atteint plus vite son état final et le temps de demi-réaction diminue.

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 La concentration initiale des réactifs est un facteur cinétique : lorsque l'on augmente celle-ci, on observe une augmentation de la vitesse de la réaction chimique. Le système atteint plus vite son état final et le temps de demi-réaction diminue.

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À noter

Pour certaines réactions chimiques d'autres facteurs cinétiques peuvent intervenir tels que la lumière.

II Rôle d'un catalyseur

Un catalyseur est une espèce chimique qui accélère une réaction chimique. Il n'est pas consommé au cours de la réaction. Il n'apparaît donc pas dans l'équation de la réaction.

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Exemple : la réaction entre un alcool et un acide carboxylique produit un ester et de l'eau. Elle peut être catalysée par de l'acide sulfurique.

L'équation de la réaction a pour expression :

alcool+acide carboxyliqueester+eau

La formule de l'acide sulfurique (catalyseur) n'apparaît pas dans cette équation.

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 :

2Haq++ZnsH2g+Znaq2+.

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

Tableau de 3 lignes, 3 colonnes ;Corps du tableau de 3 lignes ;Ligne 1 : Réaction 1; T1 = 20 °C; [H+]0 = 0,20 mol · L−1; Ligne 2 : Réaction 2; T2 = 40 °C; [H+]0 = 0,20 mol · L−1; Ligne 3 : Réaction 3; T3 = 20 °C; [H+]0 = 0,40 mol · L−1;

[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.

Conseils

a. Identifiez le facteur cinétique qui a une valeur différente entre chaque réaction, l'autre étant le même.

b. Rappelez-vous l'effet de chacun des facteurs cinétiques avant de conclure.

c. Le temps de demi-réaction varie en fonction de la rapidité de la réaction.

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.

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