Chimie·ChimieTerminale

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

Vitesse volumique
v = (1/V)·(dx/dt)
Vitesse de disparition
v(R) = −(1/a)·d[R]/dt
Loi ordre 1
[R](t) = [R]₀ · e^(−kt)
Demi-réaction ordre 1
t(1/2) = ln(2) / k

Méthodes

Déterminer t(1/2) expérimentalement

  1. 1Tracer [R] = f(t)
  2. 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)
  3. 3Lire t correspondant sur la courbe

Astuces & pièges

Astuce de bg

Pour ralentir une réaction (et l'étudier sereinement) : refroidis le mélange. Trempe "chimique" classique.

Piège à éviter

Catalyseur : modifie la vitesse, PAS l'état d'équilibre. À l'arrivée, mêmes proportions.

À retenir

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.

EX. 01Moyen

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…).