CHIMIE

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COURS
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Vitesses de réaction
1) Faisons un bilan de matière pour les différents participants
à la réaction.
corps
quantité à t = 0
quantité à t
SO2Cl2
n0
n0 – x
SO2
0
La quantité totale de gaz est (n0 + x) car νi = 1.
i, gaz
D’après l’équation d’état des gaz parfaits :
p = (n 0 + x). = p 0 + x V . R . T
2) La pente de la tangente à l’origine à la courbe p(t)
est égale à 0,12 kPa . s –1 .
(*) La mesure du pH du milieu pourrait
être envisagée mais c’est une mauvaise
méthode car la mesure de la concentration
en ions hydronium est alors trop
peu précise.
(*) La loi de Beer-Lambert s’applique
également aux rayonnements ultraviolet
et infrarouge. En utilisant des spectrophotomètres
adaptés à ces rayonnements,
il est possible de généraliser
l’usage de cette méthode.
x
Cl2
0
x
total gaz
n0
n0 + x
7.3.2. Mesure de conductance
De nombreuses réactions mettent en jeu des ions qui sont les seuls porteurs de
charge en solution. Lorsque leur concentration varie ou lorsque leur nature
change, la conductivité de la solution est modifiée. Ainsi, l’hydrolyse du
2-chloro-2-méthylpropane selon l’équation :
(CH 3) 3CCl + H 2O = (CH 3) 3COH + H + + Cl –
s’accompagne d’une augmentation de la conductivité du milieu.
L’évolution du système peut donc être suivie par des mesures de conductance (*) .
Le principe de la conductimétrie est présenté dans l’annexe 2.
7.3.3. Mesure d’absorbance
Pour des solutions suffisamment diluées, la loi de Beer-Lambert (cf. annexe 1)
donne l’expression de l’absorbance A de la solution, en fonction des concentrations
c i des espèces susceptibles d’absorber la radiation utilisée :
Loi de Beer-Lambert : A(l) = Ai (l) = . ei (l) . ci. i
i
Or, à tout instant, ci peut être mis sous la forme : ci (t) = ci(0) + νi . ξV(t). Donc : A(t) = . i
Pour passer à la vitesse volumique v(0) (3.15), il suffit
de diviser ce résultat par le produit R . T. On obtient
ainsi la vitesse volumique en mol .m –3 . s –1 car l’unité
de volume du système international d’unités est le
mètre cube et non le litre.
Pour obtenir les unités usuelles en Chimie, il faut
diviser le résultat par 10 3 , puisque 1 m 3 = 10 3 L :
dxV vf SO2 = + , alors que vf SO2Cl = –
dt
2
Donc : v f SO2 = – v f SO2Cl 2 = 24 µmol . L –1 . s –1
e i (l) . c i (t) = . i
Pour s’entraîner : ex. 11
e i (l) . (c i (0) + ν i . ξ V(t))
A(t) = . ei (l) . ci (0) + . νi . ei (l)
i
i
. ξV(t) La dérivation par rapport au temps, donne, puisque et ei(λ) sont constants :
= . νi . εi i
.
dξV
dA
dt
dt
Pour une réaction se déroulant à température constante et mettant en
jeu un ou plusieurs constituants absorbant la radiation de longueur
d’onde λ, la dérivée temporelle de l’absorbance est proportionnelle à la
vitesse volumique v de réaction (*) :
dA
= . n
dt
i . ei . v (3.16)
i
dx V
dt
Pour s’entraîner : ex. 12