Chapitre 4: Suivi temporel et modélisation macroscopique

Question 1

Qu’est-ce qu’une réaction chimique lente ?

Answer 1

C’est une réaction qu’on peut suivre à l’oeil nu

Question 2

Qu’est-ce qu’une réaction chimique rapide ?

Answer 2

C’est une réaction qu’on ne peut pas suivre à l’oeil nu

Question 3

Qu’est-ce qu’un facteur cinétique ? Donner deux exemples

Answer 3

Un facteur cinétique est un paramètre influant sur la durée d’une transformation chimique.
Par exemple, la température ou la concentration en quantité de matière des réactifs sont des facteurs cinétiques. Plus ils sont élevés plus la réaction est rapide.

Question 4

Qu’est-ce qu’un catalyseur ?

Answer 4

Un catalyseur est une espèce qui accélère une réaction chimique en étant dans un premier temps consommé puis régénéré.

Question 5

Qu’est-ce que la vitesse volumique d’apparition d’un produit ou de disparition d’un réactif ?

Answer 5

La vitesse d’apparition d’un produit ou de disparition d’un réactif, notée v_produit ou v_reactif et exprimée en mol.L-1.s-1, représente la vitesse à laquelle varie la concentration d’un produit ou d’un réactif au cours du temps.

Question 6

Quelle est la formule de la vitesse volumique d’apparition d’un produit ?

Answer 6

v_produit=d[Produit]/dt, c’est à dire la dérivée de la concentration en produit (mol.L-1) en fonction du temps (s).

Question 7

Quelle est la formule de la vitesse volumique de disparition d’un réactif ?

Answer 7

v_réactif= -d[Réactif]/dt, c’est à dire l’opposé de la dérivée de la concentration en réaction (mol.L-1) en fonction du temps (s).

Question 8

Qu’est-ce que le temps de demi réaction ?

Answer 8

Le temps de demi réaction, noté t_(1/2) et exprimé en secondes, est la durée nécessaire pour que l’avancement d’une réaction atteigne la moitié de sa valeur finale : x(t_(1/2))= x_f / 2

Dans le cas d’une réaction totale, il s’agit du temps nécessaire pour que la moitié des réactif soient consommés et que la moitié des produits soit générés.

Question 9

Qu’est-ce qu’une réaction d’ordre 1 par rapport à un réactif A ?

Answer 9

Une réaction est dite d’ordre 1 par rapport à un réactif A lorsque la vitesse de disparition de A ou d’apparition d’un produit est proportionnelle à la concentration en quantité de matière de A :
v(t) = k * [A](t(
Avec v la vitesse volumique de disparition ou d’apparition de A en mol.L-1.s-1

Question 10

Déterminer l’expression de [A](t( en fonction de [A]i la concentration en quantité de matière initiale de A, pour une réaction d’ordre 1 par rapport à A.

Answer 10

La vitesse volumique de disparition de A est v_A= -d[A]/dt
Or puisque la réaction est d’ordre 1 part rapport à A, v_a= k*[A]

Ainsi k* [A]=-d[A]/dt soit k*[A]+d[A]/dt=0

La résolution de cette équation différentielle est [A]=[A]i*exp(-k.t)

Question 11

Quelles sont les 4 méthodes possibles pour vérifier que la vitesse volumique de disparition de A suit une loi d’ordre 1 ?

Answer 11

1. Si v_A=f([A]) est une fonction affine, car cela signifie proportionnalité
2. Si le temps de demi réaction t_(1/2) est indépendant de la concentration initiale
3. Si [A]=f(t) est une fonction exponentielle
4. Si ln([A])=f(t) est une fonction affine (car cela signifie que [A]=f(t) est une fonction exponentielle) ou ln([A]/[A]i)=f(t) est une fonction linéaire