« Cinétique chimique/Lois de vitesse simples » : différence entre les versions
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Ligne 18 :
La loi de vitesse s'écrit :
=== Cas plus réaliste : plusieurs réactifs ===
Lorsqu'il y a plusieurs réactifs, on utilise l'astuce suivante : mettre en très large excès les réactifs qui ne nous intéressent pas. Ainsi, leur concentration varie relativement peu. Voici concrètement à quoi cela ressemble :
La loi de vitesse est ''a priori'' :
Mettons B et C en large excès, alors :
Si bien que la loi de vitesse s'écrit :
Ce que l'on peut encore noter :
avec
On dit qu'il y a '''dégénérescence de l'ordre''' de la réaction : elle était d'ordre global ''a+b+c'', elle n'est maintenant plus que d'ordre ''a''. Le paramètre ''k''<sub>app</sup> est appelé '''constante apparente''' de réaction, elle dépend des concentrations initiales en B et C.
Ligne 56 :
Une réaction d'ordre global zéro se caractérise par une loi de vitesse de la forme :
Il s'agit souvent de réactions n'impliquant qu'un seul réactif, X.}}
Ligne 71 :
On a, d'après la définition de la vitesse de réaction :
Puisque la réaction est d'ordre zéro, on a d'autre part :
Ainsi, la loi de vitesse s'écrit :
Ce qui s'intègre facilement entre ''t'' = 0 et l'instant présent :
Ligne 87 :
| contenu =
La concentration du réactif en fonction du temps vaut :
avec [X]₀ la concentration initiale en composé X.
Ligne 97 :
| contenu =
La réaction s'achève une fois tout le réactif consommé, ce qui correspond à un temps
}}
Ligne 106 :
| contenu =
Une réaction d'ordre un obéit à une loi de la forme suivante :
Ce sont généralement des réactions qui n'impliquent qu'un réactif.
Ligne 114 :
Les exemples de réactions d'ordre un sont courants : c'est l'un des cas les plus courants. Une telle loi caractérise souvent un phénomène « spontané », comme par exemple les phénomènes de décroissance radioactive : le taux de décroissance est proportionnel au nombre de noyaux. On écrit :
Étudions l'évolution de la concentration de X dans le temps. La loi de vitesse s'écrit :
ce qu'on peut encore écrire :
Cette loi s'intègre facilement entre l'instant initial et l'instant actuel :
Ligne 128 :
| contenu =
La concentration du composé X suit la loi suivante :
Ce qu'on écrit encore :
}}
Ligne 141 :
| contenu =
Puisque les réactions d'ordre un ne se terminent pas, il n'y a pas de sens à calculer un « temps de réaction ». Au lieu de cela, on s'intéresse au '''temps de demi-réaction''', au bout duquel la moitié du réactif a été consommée :
}}
Déterminons la valeur de <math>t_{0,5}</math> :
{{Théorème
Ligne 153 :
| contenu =
Le temps de demi-réaction pour une réaction d'ordre un est égal à :
}}
Ligne 165 :
| contenu =
On appelle '''réaction d'ordre deux''' une réaction qui suit une loi de vitesse de la forme :
}}
=== Exemples et propriétés ===
Ligne 173 :
Étudions l'évolution temporelle de la concentration :
Ce qui s'intègre facilement entre l'instant initial et l'instant final :
Ligne 182 :
| contenu =
La concentration en réactif obéit à la loi suivante :
{{Attention|Avec_fond=oui|Attention au signe « + » !}}
}}
Ligne 190 :
| contenu =
Le temps de demi-réaction pour une réaction d'ordre deux vaut :
}}
{{Démonstration
| contenu =
}}
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