CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
128
H
a)
b)
H
H
5
M*
M
Mécanismes réactionnels en cinétique homogène
Br
Br
Br
Cl Cl
Br
Doc. 1 Cassure d’une liaison chimique.
Au cours d’un choc inélastique,
une molécule M* «riche en énergie
» cède une part de son énergie
cinétique à la molécule de dibrome
(a), ce qui provoque la rupture de
la liaison Br–Br (b).
Cl Cl
Cl Cl
Doc. 2 Cassure d’une liaison et
formation simultanée d’une autre
liaison.
La liaison Cl–Cl ne se rompt
qu’au moment où l’atome d’hydrogène
se lie à l’un des atomes de
chlore pour former la liaison H–Cl.
Les transformations qui accompagnent le choc de deux ou trois entités ne
peuvent pas être très complexes, les plus fréquentes sont :
•la cassure d’une liaison (doc. 1) :
M* +Br–Br c M +Br + Br
•la formation d’une liaison :
CH 3 +Cl c CH 3–Cl
ou M +Br+Br c M*+Br–Br
•la cassure d’une liaison et la formation simultanée d’une autre liaison
(doc. 2):
H+Cl–Cl c H–Cl+Cl
Remarque
Le symbole M désigne une entité dont la nature chimique n’est pas toujours précisée
: ce peut être une molécule du mélange réactionnel ou une molécule de la paroi
du récipient dans lequel se déroule la réaction. L’astérisque signale que l’entité qui
le porte, possède un excès d’énergie. Le rôle de cette particule sera précisé au paragraphe
3.1.
Un processus tel que :
H 3C–H +Cl–Clc H 3C–Cl +H–Cl
nécessitant la cassure de deux liaisons (les liaisons C–H et Cl–Cl) et la formation
simultanée de deux nouvelles liaisons (les liaisons C–Cl et H–Cl) est
trop complexe pour intervenir pendant la très faible durée correspondant au
choc des molécules de méthane et de dichlore.
1.5 Ordre d’un processus élémentaire
La vitesse d’un processus élémentaire est proportionnelle à la fréquence des
chocs correspondants. Or, on montre, en théorie cinétique, que la fréquence des
chocs entre deux entités est proportionnelle à la concentration de ces entités.
Ainsi la vitesse du processus élémentaire :
Cl–Cl+HcCl +Cl–H
est proportionnelle à la fréquence des chocs entre les entités Cl 2 et H, qui est
elle-même proportionnelle au produit des concentrations :
v = k . [Cl 2] 1 . [H] 1
Cette propriété est générale et peut s’énoncer ainsi :
Pour un processus élémentaire, l’ordre partiel par rapport à chaque
réactif est égal à son nombre stœchiométrique ; l’ordre global de ce
processus est égal à sa molécularité.
Ainsi le processus bimoléculaire : CH 3 +CH 3cCH 3–CH 3 , suit une loi
cinétique d’ordre 2:
v= k . [CH 3] 1 . [CH 3] 1 = k . [CH 3] 2
Pour s’entraîner : ex. 1, 2 et 3