Cours Chimie - Série ES: Vitesse de réaction
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Nº : 37005
Plan de la fiche
I - Définitions
II - Règles
III - Méthodologie
I - Définitions
Fiche Cours
CHIMIE
Série S
Fiche 5 : Vitesse de réaction
• Vitessevolumique de réaction,v:dérivée par rapport au temps de l’avancement de la réaction par unité de volume de
1 dx
solution. Notonsxl’avancement,tle temps,Vle volume de solution etvla vitesse volumique de réaction alorsv= ⋅
V dt
-1 -1
sixest enmol,tensetVenLalorsvest enmol·L ·s,
3 -3-1
sixest enmol,ten min etVenmalorsvest enmol·m ·min.
• Tempsde demi réaction,t:durée nécessaire pour que l’avancement parvienne à la moitié de sa valeur finalex.
1/2f
x
f
Ainsix(t )=
1/2
2
Cette définition du temps de demi réaction est une définition implicite,il n’existe pas de formule donnanttdirectement.
1/2
Ici, onparle bien dexet non dex, carles transformations ne sont pas en général totales.
f max
• Facteurcinétique :grandeur physique qui influence la vitesse de réaction. Les facteurs cinétiques sont la température du milieu
réactionnel, laconcentration des réactifs,les catalyseurs.
• Catalyseur: espècechimique qui augmente la vitesse d’une transformation sans être consommée ;elle ne figure pas dans
l’équation de la réaction et elle ne modifie pas l’état d’équilibre du système.
II - Règle
Propriétés
• La vitesse de réaction augmente si la température du milieu réactionnel augmente.
• La vitesse de réaction augmente en général si la concentration d’un réactif augmente.
• La vitesse de réaction diminue globalement quand l’avancement augmente (les réactifs disparaissent).
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III - Méthodologie
Fiche Cours
CHIMIE
Série S
• Utilisationde la signification géométrique de la dérivée
1 dx dx
La définition de la vitesse de réaction conduit à, oùest la dérivée par rapport au tempst del’avancementx.
v= ⋅
V dt dt
La définition mathématique de la dérivée indique qu’elle correspond au coefficient directeur de la tangente à la courbe de la fonction
dont elle dérive. La fonction est ici l’avancement en fonction du temps ; si on représente le graphe de cette fonction, en abscisse il
y atet en ordonnée il y ax.Très souvent dans les problèmes de cinétique chimique, il ne s’agit pas de calculer formellement une
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dérivée à partir d’une fonction donnée+ b · x + c et f’(x) = 2a · x + b)(f(x) = a · xmais plutôt de calculer la valeur numérique de
la dérivée d’une fonction dont l’expression est inconnue et dont le graphe est connu par une expérience.Appelonst , t , …, t
1 2N
(Nentier naturel) les points où l’on souhaite connaître la vitesse)v(t ), v(t ), …, v(t.
1 2N
1 dxd x
Par définitionv(t )= ⋅( t)où( t1)est la dérivée à la datet.
1 1
1
V dt dt
Si la courbe dexen fonction detest donnée, il suffit de repérer le point de coordonnées(t ;x(t ))de tracer la droitesur la courbe,
1 1
tangente à la courbe en ce point, de choisir deux pointsAetBde cette droite dont les coordonnées sont notées(t ;x )et(t ;x )
A AB B
d xd xx -x
B A
( t) (t )=
et de calculer le coefficient directeur de cette droite qui n’est autre que1.Ainsi1
d td tt -t
B A
Si la courbe dexen fonction detn’est pas donnée mais seulement les points expérimentaux, on peut faire le calcul comme en
d xx(t )- x(t)
i+1 i-1
mécanique (t )≈. Plusqualitativement on peut comparer sans calcul des vitesses en traçant les tangentes et
1
d tt−t
i+1 i−1
en comparant leur inclinaison.Plus la tangente est verticale,plus la vitesse est importante.
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