Transformations lentes ou rapide

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1 Transformations lentes ou rapide I Rappels d oxydoréduction 1. Réactions d oxydoréductions Un oxydant est une espèce chimique susceptible de gagner un ou plusieurs électrons. Un réducteur est une espèce chimique susceptible de perdre un ou plusieurs électrons. couple oxydant/réducteur Ox + ne = Red conjugués réaction d oxydoréduction Ox 1 /Red 1 Ox 2 /Red 2 2 ex : S 2 O 8 / SO2 4 I 2 / I S 2 O I 2 = 2SO 4 + I 2 2. Equation d oxydoréduction MnO 4 (aq) / Mn 2+ (aq) CO 2 (aq) / H 2 C 2 O 4 (aq) x2 MnO 4 + 8H + + 5e = Mn H 2 O x5 H 2 C 2 O 4 = 2CO 2 + 2H + + 2e b 2 MnO H H 2 C 2 O 4 = 2 Mn H 2 O + 10 CO 2

2 II Transformations lentes ou rapides 1. Cinétique chimique C est une étude de l évolution temporelle du système chimique. 2. Classification cinétique transformation quasiinstantanée : réaction de titrage transformation lente transformation infiniment lente : rouille III Facteurs cinétiques 1. Influence de la température La vitesse d une transformation chimique augmente quand le temps augmente. 2. Influence de la concentration des réactifs La vitesse d une transformation chimique augmente quand la concentration en réactif augmente. IV Vitesse de réaction 1. Evolution d un système chimique au cours du temps n[x] = x x max x(t) : fonction croissante x(0) = 0 tend vers x max (asymptote horizontale quand t tend vers + )

3 2. Vitesse de réaction a/ Définition = x V : volume du mélange réactionnel en L : dérivée de l avancement (x en mol par rapport au temps) : vitesse de réaction en mol.l 1.s 1 b/ Détermination de la vitesse o o Avec un tableur à partir des valeurs de t, x et de V => calcul de A partir de la courbe x = f (t) = x coefficient directeur de la tangente à la courbe x = f (t) à la date t a = en mol.s 1 Δt Δx tracer de la tangent à la courbe x = f (t) à la date t calcul du coefficient directeur diviser par V pour avoir la vitesse c/ Evolution de la vitesse au cours du temps Le coefficient directeur à la tangente à la courbe x = f (t) diminue. Si V est constant => diminue 0 t 1 t 2 Interprétation : [réactifs] diminue (car consommés) => diminue

4 3. Temps de demiréaction a/ Définition t 1/2 = durée au bout de laquelle l avancement atteint la moitié de sa valeur finale. b/ Détermination graphique x f x f/2 c/ Intérêt Comparaison de vitesses de réaction. V Interprétation microscopique 1. Agitation moléculaire Dans une solution : les molécules se déplacent librement et de manière désordonnée ( la vitesse augmente avec la température). 2. Notion de choc efficace A + B = C + D > choc entre A et B > efficace 3. facteurs cinétiques la température est constante : si [A] et [B] augmente => augmente la probabilité de rencontre => augmente la vitesse de réaction [A] et [B] constantes : si la température augment => l efficacité du choc augmente => la vitesse augmente

5 VI Méthode de suivi temporel d une transformation chimique 1. Méthode chimique : titrage Titrer c est déterminer la concentration d une espèce inconnu. inconvénients méthode destructive en continue 2. Méthode physique : spectrophotométrie Coloration d une solution La couleur d une solution est la superposition des radiations non absorbés. Absorbance A(λ) C est un nombre sans dimension caractérisant l absorbance d une radiation lumineuse à une longueur d onde donnée. A(λ) = A(λ) substance + A(λ) solvant + A(λ) cuve A(λ) blanc relation entre absorbance et concentration loi de BeerLambert A(λ) = Є(λ) x l x C A : Absorbance Є(λ) : coefficient d extinction molaire l : longueur de solution en cm C : concentration en mol.l 1 à λ donnée, pour une solution donnée, Є(λ) x l est constant A = k x C => A et C sont proportionnels Application au suivi temporel d une transformation courbe d étalonnage A = f (C) à λ voisine de λ max suivis de la concentration θ en mesurant A à cette λ 3. Autres méthodes mesure de volume ou de pression si espèce gazeuse conductimétrie phmétrie