Chapitre 2 Approche formelle de lois de vitesse d'ordre simple

Réactions d'ordre 1

 

1.2 Réaction d'ordre 1.
Loi de vitesse.

L'expression de la vitesse est proportionnelle à la concentration d'un réactif A :
qui s'intègre en : 

C_A0 étant la concentration initiale de A et C_A sa concentration au temps t.

Si vous désirez consulter des détails concernant l'intégration, cliquez ici.

De l'expression précédente, on tire facilement la relation qui permet de calculer la concentration de A à un instant t : 

 La variation de C_A au cours du temps suit donc une courbe de décroissance exponentielle :

Cliquez ici pour voir d'autres formes de la loi de vitesse.

Remarque :
Dans ce qui précède, on a utilisé la vitesse volumique v, on aurait tout aussi bien pu utiliser la vitesse w exprimée à partir de l'avancement de réaction x .

Temps de demi-vie.
Le temps de demi-vie (ou période)  est égal à  et est donc indépendant de la concentration initiale.

Si vous désirez consulter un rappel concernant la période, cliquez ici.  

Le temps de demi-vie peut se déterminer facilement à partir de la courbe C_A = f (t).

Le fait que le temps de demi-vie soit indépendant de la concentration initiale est caractéristique des réactions d'ordre 1.

A partir d'une même courbe C_A = f (t), on peut déterminer plusieurs temps de demi-vie successifs.

Il est même possible de déterminer des temps de demi-vie qui se chevauchent. 

Vérification de l'ordre 1 d'une réaction.

Position du problème :
On étudie une réaction et on désire s'assurer qu'elle obéit bien à une loi du premier ordre. Si c'est bien le cas, on veut déterminer son coefficient de vitesse. Selon les cas, on peut effectuer cette vérification à partir  :

1. des valeurs des temps de demi-vie.
2. des valeurs des vitesses correspondantes à différentes concentrations
3. des valeurs de concentration mesurées au cours du temps.

Le premier cas est le plus simple, il suffit de s'assurer que le temps de demi-vie est indépendant de la concentration.
La vérification à partir des vitesses est un peu plus simple qu'à partir des concentrations (3ème cas), mais risque d'être moins précise (car en général les vitesses sont déterminées avec moins de précision que les concentrations). Cliquez ici pour plus de détails.

Vous pouvez voir des exemples de vérification de l'ordre 1... 

Vous pouvez voir des exemples de réactions d'ordre 1... 

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Réactions d'ordre global deux