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Collge Citoyen Nom : _____________________________
## Squence 5
CHIMIE
## Les vitesses de raction 2
Objectifs dapprentissage
la fin de cette squence, je devrai tre capable de
Pouvoir calculer des vitesses de ractions en fonction de diffrents facteurs
(la variation de la masse, la variation de volume, la variation de pression, la
variation de concentration et la variation du nombre de particules)
Pouvoir calculer la vitesse g nrale dune raction (Exemples : cahier p. 258
#11 -12).
Comprendre et connatre les conditions essentielles pour quil y ait raction.
Comprendre le lien entre les collisions efficaces et la vitesse de raction.
Savoir ce quest ltape dterminante et pouvoir lidentifier sur un schma.
Savoir ce quest ltape la plus lente et pouvoir lidentifier sur un schma.
Connatre et comprendre linfluence des diffrents facteurs sur la vitesse de
raction. (La nature des ractifs, la surface de contact, la c oncentration des
ractifs, la temprature et leffet dun catalyseur ou dun inhibiteur)
Savoir ce quest un catalyseur.
Savoir ce quest un inhibiteur.
Pouvoir crire la loi de vitesse de raction et pouvoir faire des calculs avec la
loi de vitesse de raction.
Pouvoir trouver lordre de raction selon un ractif et pouvoir trouver lordre
global dune raction.
Comprendre leffet de la concentration d un ractif sur la vitesse de raction,
en fonction de lordre global de la raction. 3
6.1. Quest -ce que la vitesse de raction?
Intro :
https://www.edumedia -sciences.com/fr/media/600 -reaction -chimique
https://www.edumedia -sciences.com/fr/media/564 -facteur -cinetique
La vitesse de raction correspond la variation de la quantit dun des ractifs ou
des produits divise par le temps de raction observ.
V =
=
=
Les vitesse s de ractions sont to ujours exprimes en valeurs _____________.
Lgende :
Graphique : Vitesse de raction en fonction du temps
Nombre de particules
Temps (minutes)
absolues
> produits
> ractifs
4
Diffrentes faons de calculer la vitesse de raction
La faon de calculer l a qua ntit de ractifs ou de produits dpend de l ________ des
ractifs ou des produits.
Par exemple, il ne serait pas possible de calcule r la vitesse d une raction en fonction
de la variation de la concentration pour une substance qui nest pa s l tat aqueux.
Lorsqu il y a plus ieurs possibilits de calcul de la vitesse de raction, la facil it et le
matriel disposition guiderons le choix de la mthode utiliser. (Dans les exercices,
il faut se fier aux donnes fournies ou l unit finale dem ande pour connatre l a
formule utiliser .)
Diffrentes faons de calculer la vitesse de raction
La vitesse gnrale de raction
Pour que la vitesse dune raction soit la mme peu importe la substance choisie, on
utilise la vitesse gnrale de raction.
Soit la raction hypothtique : aA + bB cC + dD
## vg = = = =
Quantit
de matire
tats physiques
possibles de l a
substance
Instrument de
mesure Calcul de vitesse Unit de mesure
Masse
> Solide
> Liquide
> Gazeux
Balance g/s
Volume Liquide
> Gazeux
Cylindre gradu,
burette gaz L/s ou ml/s
Pression Gazeux Manomtre kPa/s
Concentration Aqueux Spectrophotomtre,
pH -mtre mol/L s
Nombre de
particules
> Solide
> Liquide
> Gazeux
Aucun
(sobtient par calcul) mol/s
tat
S L G
L G
S L G5
Exemple 1 :
On dtermine quil faut 1,5 minute pour dcomposer 5 moles de substance Y.
Dterminez la vitesse de raction de ce processus en mol/sec.
Exemple 2 :
La concentration dun ractif X diminue de 0,1 mol/L 0,08 mol/L en 40 minutes.
Calculez la vitesse moyenne de raction de cet intervalle de temps en mol/L min.
Exemple 3 :
On fait brler 3,25 g de mthane (CH 4) la vitesse de 1,7 x 10 -2 g/sec. Dterminez,
en minutes, le temps ncessaire cette transformation.
VEAnopybedepartate
# taproom
LE EEntratnm.ae
# Ymkjf1vwosmw
# Attal 8sec
e IF I32min 6
Exemple 4 :
Soit la raction de dcomposition du peroxyde dhydrogne :
2 H 2O2(aq) 2 H 2O(l) + O 2(g)
Au cours dune exprience, on constate que la concentration du peroxyde dhydrogne
passe de 0,1 mol/L 0,6 mol/L en 85 s.
a) Quelle est la vitesse gnrale de la raction ?
b) Quelle est la vitesse de raction en fonction du H 2O ?
c) Quelle est la vitesse de raction en fonction du O 2 ?
# 4 T
## reytratinmetae tg
# finit www.I igtTsm
vg Y VBzjuAzo 006 molles donc
VB 0,006 MOI Ls
## Voz Vge 0,003 mollis 7
Problme 1 :
Un certain type de bougie de paraffine (C 25 H52 ) se vend chez Dollorama de format de
25 g, 50 g, 75 g ou 100 g. Daprs une tude du fabriquant, la vitesse de combustion
des bougies de ce type serait denviron 8,42 x 10 -4 mol/min. En supposant que ces
renseignements sont vrais, rpondez aux questions suivantes :
a) Quel format minimal devrez -vous acheter pour pouvoir assurer un clairage
continu pendant 2 heures ?
b) Pendant combien de minutes une bougie du plus gros format pourrait -elle
clairer ?
## ViIpartiales
# IIYEIEita.es
## Op mal T mite format
## thing
# VIII
# artiaie s.me mIEt ogno 28m
# AkB6,66m 8
6.2 La thorie des collisions
Il y a deux conditions essentielles pour quil y ait raction :
Les particules des ractifs doivent entrer en collision.
Ces particules doivent possder un minimum dnergie cintique ( Emin ), ce qui
correspond lnergie dactivation de la raction ( Ea).
Lorsque les particules de ractifs ne possdent pas suffisamment dnergie pour se
mouvoir, ou si elles se frappent selon un angle inappropri, on obtient une collision
lastique.
Une collision efficace se produit lorsque des particules de ractifs qui possdent le
minimum dnergie requis pour ragir entrent en collision. Cette collision entrane la
formation de produits.
Selon la thorie des collisions, plus i l y a de collisions efficaces, plus la vitesse de
raction est grande.
On peut faire varier le nombre de collisions efficaces en modifiant certains
paramtres de la raction :
> Variation du nombre total
> de collisions
> Variation de lnergie
> cintique moye nne
> Variation de lnergie
> minimum pour ragir Rsultat
> Si le nombre total de
> collisions augmente OU Si lnergie cintique des
> particules augmente OU Si lnergie minimum pour
> ragir diminue
> Si le nombre total de
> collisions diminue OU Si lnergie cintique des
> particules diminue OU Si lnergie minimum pour
> ragir augmente
vitesse
augmente
vitesse
diminue 9
La vitesse de raction dun mcanisme rac tionnel est dtermine par ltape la plus
lente, soit celle dont lnergie dactivation est la plus grande.
Ltape qui dtermine la vitesse de raction globale est appele l tape
dterminante. Cest celle dont le complexe activ possde le plus denthalpie.
Exemple:
Observez le diagramme ci -dessus.
a) Quelle est ltape la plus lente? __________________________________
b) Quelle est ltape dterminante? _________________________________
# 2e tape
## 2e tape 10
6.3 Les facteurs influ an t sur la vitesse de raction
Diffrents facteurs influant sur la vitesse de raction :
1) _________________________________________________________
Phase des ractifs
Nombre et force des liaisons briser
La force dattraction du noyau
En gnral, si on compare des molcules semblables, plus il y a de liens briser,
ou plus un lien est fort, plus lnergie minimum pour ragir augmente. La vitesse
de raction est alors plus petite .
# La nature des ractifs
# Solide le dur briser 11
2) _________________________________________________________
En gnral, plus on augmente la surface de contact des ractifs, plus la vitesse
de raction est grande.
3) _________________________________________________________
En gnral, plus la concentrat ion des ractifs est leve, plus il y a de
collisions, plus la vitesse de raction est grande.
4) _________________________________________________________
En gnral, plus la temp rature augmente, plus le nombre de particules ayant
lnergie minimum pour ragir augmente, plus la vitesse de raction est grande.
Surface de contact
Concentration des ractifs
# La temprature du systme 12
5) _________________________________________________________
Un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse dune raction en
abaissant lnergie ncessaire pour lamorcer.
Inhibiteur :
_________________________________________________________
_________________________________________________________
L'effet d'un Catalyseur
Catalyseur
Substance qui diminue la vitesse de raction en
augmentant l'nergie d'activition 13
6.4. La loi de vitesse de raction
Cette loi correspond au taux de transformation des ractifs en produits un moment
prcis de la raction. Elle dpend de la concentration des ractifs.
La loi de vitesse de raction
* Il est noter que la formule est prsente pour une raction comportant 2 ractifs,
mais quil faut lajuster selon le nombre de ractifs.
V= k [ractifs 1] x[ractifs 2] y
k=constante de vitesse
[]= concentration (mol/L)
x= Ordre en fonction du ractif 1
y= Ordre en fonction du ractif 2
Ordre global de la raction = x + y
ordre en fct de ractif
# 6 ordre en fct de ractif 14
Exemple 2:
Soit la ration suivante:
2CO (g) + O 2(g) 2CO 2(g)
Trouvez la vitesse de raction en sachant que les concentrations de CO et de O 2 sont
respectivement de 0,2 mol/L et de 0,1 mol/L. Considrez que k vaut 4,0 x 10 -3
L3/mol 2s.
Exemple 3 :
Soit la raction chimique :
A(g) + 2B (g) C(g)
Si la vitesse de cette raction est de 0,06 mol/L s, trouvez la valeur de k, en sachant
que la concentration de A est de 0,02 mol/L et celle de B de 0,03 mol/L.
Coz Tordez
Oz ordre jordegehrale
# 5
va Hactif 1 ractif 215
vercoscogt
4,0 tu 3C mot.sfoizJE.tl
# Vitibilismol
VEKA B 2
0,06mA L'se KCiozmollft.CO
# o3molll FOi06 k E cooramille
# k 333333Imo 15
Exemple 4 :
Soit la raction chimique suivante :
H2(g) + I 2(g) 2HI (g)
Quelle est la valeur de la concentration de liode dans le cas o la vitesse de
production de HI est de 0,12 mol/L s, alors que [H 2] = 0,12 mol/L et que k vaut
1L/mol s ?
Units de la constante de vitesse (k) et ordre de la raction
Lordre de la raction dpend de la concentration des ractifs. Les units de la
constante de vitesse sont directement lies lordre de la raction.
Ordre de la raction Exemple de loi de vitesse Units de la constante de
vitesse
0 v=k mol/L s
1 v = k [A] s-1
2 v = k [A] 2
v = k [A][B]
L /mol s
3 v = k [A] 3
v = k [A] 2[B]
L 2/ mol 2 s
## arnat
UI KE GJ
0,12 mot L 5 IL mots formol D Hz
# a
# oiomollle 16
Exemple 5 :
Dterminez lordre de raction et les units de la constante de vitesse pour chacune
des ractions suivantes :
a) 2NO (g) + Cl 2(g) 2NOCl (g)
Units de k:_____________________
Ordre de la raction: _____________ _
b) H2O(s) H2O(l)
Units de k : ____________________
Ordre de la raction : _____________
c) 2CO 2(g) 2CO (g) + O 2(g)
Units de k : ____________________
Ordre de la raction : _____________
La mthode des vitesses initiales
Lordre de chaque ractif dpend de leffet produit lorsquon modifie sa
concentration :
Effet sur la vitesse
([ractif] doubl)
Ordre par rapport
ce ractif
Aucun effet sur la vitesse. 0
La vitesse double. 1
La vitesse quadruple. 2
La vitesse augmente de huit fois. 3
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