CHAPITRE : VITESSE D UNE REACTION CHIIQUE LA CINETIQUE CHIIQUE I) Eude expérimenale 1) Réacion de l iodure de poassium (KI) avec le peroxodisulfae de poassium(k2s2o8) a) Expérience Bécher (a) bécher (b) élange de KI e de K2S2O8 Soluion brune b) Inerpréaion Le conenu du bécher (a) prend progressivemen une couleur jaune qui devien au fur e à mesure que le emps s écoule une couleur brune foncée. Le conenu du bécher (b) prend progressivemen une couleur bleue foncée au fur e à mesure que le emps s écoule. La couleur jaune brune qui apparai dans le bécher (a) es due à la formaion du diiode I2. La couleur bleue foncée qui apparai dans le bécher (b) es due à la formaion de I2 qui donne un complexe bleu avec l empois d amidon. c) Conclusion Les deux expériences monren que l avancemen x de la réacion augmene au cours du emps. 2) Equaion de la réacion mise en jeu élange de KI e de K2S2O8 + empois d amidon. soluion bleue Dans ce exemple la réacion mise en jeu es une réacion d oxydoréducion mean en jeu les couples redox : I2/I - e S2O8 2- /SO4 2-. 1
Donc : les ions peroxodisulfae S2O8 2- oxyden les ions I - en I2 e se réduisen en ions sulfae SO4 2-. 2I - I2 + 2 e - S2O8 2- + 2 e - 2 SO4 2- Tableau d avancemen S2O8 2- + 2I - I2 + 2 SO4 2- Equaion de la réacion S2O8 2- + 2I - I2 + 2 SO4 2- éas avancemen Quanié de maière = 0 0 ns 2O 8 2- ) 0 ni - ) 0 0 0 qcq x ns 2O 8 2- ) 0 - x ni - ) 0-2 x x 2 x f xf ns 2O 8 2- ) 0 - xf ni - ) 0-2 xf xf 2 xf Remarque Remarquons que l avancemen de la réacion es : x = ni 2) Donc pour éudier la cinéique de la réacion, il suffi de suivre l évoluion de la quanié de maière de diiode (I2) formé au cours du emps. pour se faire, on dose la quanié de maière de diiode I2 formé par une soluion de hiosulfae de sodium ( Na2S2O3). Buree conenan ( Na2S2O3) Bécher conenan (I - + S2O8 2- Agiaeur magnéique 2
Dans ce cas les ions S2O3 2- réduisen I2 en ions iodure I - e s oxyden à leur our en ions S4O6 2-. I2 + 2 e - 2I - 2S2O3 2- S4O6 2- + 2 e - Bilan : 2S2O3 2- + I2 2I - + S4O6 2- D aprés l équaion de cee reacion on a : ni2) = ½ ns2o 3 2- = ½ C.V II) Viesse moyenne d une réacion chimique 1) Définiion la viesse moyenne d une réacion chimique noée Vmoy (1, 2) es une grandeur qui nous renseigne sur la variaion de son avancemen x dans l inervalle de emps [1,2] par unié de emps. remarque Vmoy (, ) 1 2 v : en mol. emps moy x ( ) : en mol x ( 2) x ( 1) x Si les réacifs e les produis consiuen une seule phase e si la ransformaion se produi à volume consan, on peu dans ce cas parler de la viesse volumique moyenne de réacion enre deux insans 1 e 2. Vvmoy (, ) 1 2 1 x ( ) x ( ) 1 x y V V v : en mol. L. emps vmoy y ( ) : en mol. L 2) Déerminaion graphique de Vmoy(1,2) Lorsqu on veu déerminer la viesse moyenne d une réacion chimique enre deux insans (1, 2), on race la droie passan par les deux poins correspondans. 3
X(mol) N X N X Vmoy (, ) v : en mol. emps moy N x ( ) : en mol x ( N ) x ( ) N N III) Viesse insananée d une reacion chimique 1) Definiion La viesse insananée d une réacion chimique à un insan de dae noée V(), es la limie vers laquelle end la viesse moyenne enre les insans (1, 2) lorsque 2 end vers 1. V V ( ) lim moy ( 1, 2) lim ) 2 1 2 1 2 1 d v ( ) : en mol. emps x ( ) x ( ) dx remarque Si les réacifs e les produis consiuen une seule phase e si la ransformaion se produi à volume consan, on peu dans ce cas parler de la viesse volumique de la réacion enre deux insans 1 e 2. V V v ( ) lim v moy ( 1, 2) lim ) ) 2 1 2 1V 2 1 V d d v ( ) : en mol. L. emps v 1 x ( ) x ( ) 1 dx dy 4
2) Déerminaion graphique de la viesse insananée d une réacion Graphiquemen la valeur de la viesse d une réacion chimique à un insan es : La pene de la angene à la courbe x=f() à ce insan. X(mol) X(B) X(A) A B V () x ( B) x ( A) v ( ) : en mol. emps B A 1 A B IV) Généralisaion Soi la réacion : a.a + b.b c.c + d.d avec : A e B son les réacifs. C e D son les produis. ( a, b, c, d ) son les coefficiens sochiomériques. Pour éudier la cinéique chimique de cee réacion on peu soi choisir l un des réacifs, soi l un des produis. Equaion de la réacion a.a + b.b c.c + d.d éas avancemen Quanié de maière = 0s 0 na)0 nb)0 0 0 qcq x na)0 -a.x nb)0 - b.x c.x d.x final xf na)0 - a.xf nb)0 -b.xf c.xf d.x f Remarquons d après le ableau que : 5
x n ) n ) n ) n ) n ) n ) a b c d A 0 A B 0 B C D dx 1 dn 1 dn 1 dnc 1 dn V ( ).... d a d b d c d d d A B D remarque Si les réacifs e les produis consiuen une seule phase e si la ransformaion se produi à volume consan, on peu dans ce cas calculer de la viesse volumique de la réacion. V v 1 dx 1 d A 1 d B 1 d C 1 d D ( ).... V d a d b d c d d d FIN CHAPITRE 6