Cinétique chimique
L'art de mesurer à quelle vitesse une réaction se passe. Spoiler : la patience est une vertu.
Cours
Vitesse volumique
$$v = \frac{1}{V} \cdot \frac{dx}{dt}$$
Ou, en suivant un réactif R consommé : $v_R = -\frac{1}{a} \cdot \frac{d[R]}{dt}$.
Facteurs cinétiques
- Température ↑ → vitesse ↑ (×2 environ tous les 10°C)
- Concentration des réactifs ↑ → vitesse ↑
- Surface de contact (solides) ↑ → vitesse ↑
- Catalyseur : accélère sans être consommé
Temps de demi-réaction $t_{1/2}$
Durée au bout de laquelle l'avancement vaut $x_{max}/2$.
Pour une réaction d'ordre 1 par rapport à un réactif R : $$R = [R]0 \cdot e^{-kt}$$ $$t{1/2} = \frac{\ln 2}{k}$$
→ $t_{1/2}$ est INDÉPENDANT de la concentration initiale (caractéristique de l'ordre 1).
Catalyse
- Homogène : catalyseur dans la même phase que les réactifs
- Hétérogène : phases différentes (ex : Pt solide, gaz)
- Enzymatique : enzyme = catalyseur biologique
Formules clés
Méthodes
Déterminer t(1/2) expérimentalement
- 1Tracer [R] = f(t)
- 2Repérer [R]₀ et calculer [R]₀/2 (si on suit un réactif) — ou x_max et x_max/2 (si on suit l'avancement)
- 3Lire t correspondant sur la courbe
Astuces & pièges
Pour ralentir une réaction (et l'étudier sereinement) : refroidis le mélange. Trempe "chimique" classique.
Catalyseur : modifie la vitesse, PAS l'état d'équilibre. À l'arrivée, mêmes proportions.
t(1/2) constant en ordre 1 : si à 0 il faut 10 min pour atteindre la moitié, à 10 min il faut encore 10 min pour la moitié restante.
Teste-toi
1.Augmenter la température…
2.Un catalyseur :
3.Pour une réaction d'ordre 1, t(1/2) :
Exercices corrigés
Tu galères ? Normal. Cherche d'abord, regarde le corrigé après.
Une réaction d'ordre 1 a k = 0,05 min⁻¹. Calculer t₁/₂. Quelle proportion reste-t-il après 30 min ?
Pour aller plus loin
Vidéos, fiches et exos vérifiés (Maths et tiques, Lumni, Khan Academy, Physagreg…).