| Chapitre
1 Concepts fondamentaux |
Vitesse
de réaction |
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1 Concepts fondamentaux |
Vitesse
de réaction |
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1.3 Vitesse
de réaction.
Définition.
On définit la vitesse de
réaction comme étant la dérivée de l'avancement
x
par rapport au temps :
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Suivant cette définition, la vitesse s'exprime en mol.s-1. C'est une grandeur extensive ; elle dépend de la taille du système.
Remarque :
Comme cela a déjà été
souligné la relation entre les quantités transformées et
l'avancement d'une réaction est facile à établir dans le
cas d'une réaction isolée. La définition des vitesses ne
pose alors aucun problème.
Si une substance participe à plusieurs réactions simultanément,
la situation est plus délicate. Pour définir la vitesse d'une
réaction il faut alors choisir une substance qui ne participe qu'à
cette réaction.
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Exemple qui montre comment exprimer la vitesse d'une réaction dans un cas simple et de fixer le vocabulaire "vitesse de transformation", "vitesse de disparition" et "vitesse de production". Soit la réaction : N2 + 3 H2 = 2 NH3 A un instant donné, la vitesse de la réaction
a pour valeur 0,040 mol.s-1 |
Détermination graphique de la vitesse de transformation et de la vitesse de réaction.
La grandeur 
est appelée vitesse de transformation
du constituant i.
C'est une grandeur algébrique positive dans le cas des produits, négative dans le cas des réactifs. Plus spécifiquement, on parlera de vitesse de formation pour un produit. Pour un réactif, sa vitesse de transformation vi est négative et on appelle son opposée vitesse de disparition.
Vous pouvez voir un exemple...
Dans le cas de réactions
effectuées dans un système fermé à volume constant, et en particulier de réactions
en phase liquide, on définit une vitesse volumique de réaction par la relation
: 
la concentration Ci du constituant
i étant égale à ni/V il vient :
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| Suivant cette définition la vitesse s?exprime en mol.L-1.s-1. |
Note : on
peut tout aussi bien écrire CA ou [A], la concentration
CA du constituant A...
Dans tout ce
cours, nous garderons la notation Ci pour les concentrations des constituants
i...
La vitesse volumique est une grandeur intensive, elle est indépendante de la taille du système. Lorsqu'il n'y a pas d'ambiguïté possible, on peut omettre le qualificatif " volumique " et il est admis de parler de vitesse de réaction en employant la définition ci-dessus.
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Exemple qui montre comment exprimer les vitesses de réactions dans le cas où plusieurs réactions ont lieu simultanément. Considérons les deux réactions qui se produisent simultanément : (1) CH4 + H2O = 3H2 + CO (2) CO + H2O = CO2 + H2 Avant d'exprimer les vitesses
des réactions, examinons comment on peut exprimer les quantités
de chaque constituant à un instant t quelconque. Prenez le temps d'écrire ces relations avant de cliquer ici pour voir les résultats. |
On peut déterminer
la vitesse de la réaction à plusieurs instants et construire ainsi la courbe
v = f(t).
Soit une réaction A + B -> P ayant lieu en solution à
volume constant :
La vitesse mesurée pour
l'instant t=0 est appelée vitesse initiale. Dans la plupart des cas,
elle correspond à une situation où seuls les réactifs sont
présents.
Notez que :
La vitesse étant déterminée
par dérivation de la courbe x
= f(t) ou C
= f(t) est généralement
moins précise que les mesures de x
ou de C qui ont servi à la déterminer. La
vitesse initiale étant elle même obtenue par extrapolation à
l'origine de la courbe x
= f(t) est encore moins précise. Notons toutefois qu'en prenant certaines
précautions, il est possible de déterminer les valeurs des vitesses
avec une bonne précision.
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1 Concepts fondamentaux |
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Loi de vitesse |
