Chapitre 9 : Modélisation Microscopique D’une Transformation Chimique Flashcards
Définir un acte élémentaire et sa molécularité
Rappeler la loi de van’t Hoff
Qu’est-ce que le profil énergétique ? L’état de transition ? Le complexe activé ? L’énergie d’activation (donner un ordre de grandeur) ?
Qu’est-ce qu’un acte élémentaire renversable ?
C’est un acte élémentaire qui peut s’effectuer dans les deux sens
Exprimer de trois manières différente v1 et v2
Lorsqu’une réaction peut se dérouler dans un sens ou dans l’autre, chaque grandeur n’a pas la même valeur selon le sens de réaction, quelle notation permet de signifier cela ?
On met un indice n pour le sens direct du n-ième acte élémentaire et un indice -n pour le sens indirect
Exprimer, en justifiant, d[A]/dt et d[B]/dt en fonction de v1 et v-1
Exprimer, en justifiant, d[A]/dt en fonction de [A] et [A]0, au conditions initiales : [A]=[A]0 et [B]=0
Dans quel cas peut-on être surs que la réaction va atteindre un état d’équilibre ?
Lorsque les réactifs et les produits sont dans la même phase
Donner l’expression de (d[A]/dt)eq et en déduire un lien entre v1 et v-1, donner en justifiant l’expression de [A]eq
Sachant que d[A]/dt = v-1 - v1 = - (k1 + k-1)×([A] - [A]0×k-1/(k1 + k-1))
Donner en justifiant les expressions de [B]eq et de K°
Sachant que [A]eq = [A]0 × k-1/(k1 + k-1) et que [B]0=0
Qu’appelle-t-on mécanisme réactionnel lors d’une réaction complexe ? Comment repérer la présence d’intermédiaires réactionnels sur un graphe d’énergie potentielle ?
Comment utiliser le mécanisme réactionnel d’une réaction pour déterminer sa loi de vitesse ? De manière très générale
On essaye d’exprimer les concentrations des produits et des réactifs avec la loi de van’t Hoff, puis on fait des approximations pour faire disparaître les concentrations des intermédiaires réactionnels
Donner le système d’équations différentielles, le résoudre pour exprimer [A], [B] et [C] en fonction de [A]0
- d[A]/dt = -v1 = -k1.[A]
- d[C]/dt = v2 = k2.[B]
- d[B]/dt = v1 - v2 = k1.[A] - k2.[B]
On a alors :
[A] = [A]0 × exp(-k1.t)
D’où : d[B]/dt = k1.[A]0.exp(-k1.t) - k2.[B]
Qu’est-ce que l’AEQS ?
C’est l’approximation de l’état quasi-stationnaire
Qu’est-ce que l’AECD ?
Donner le système d’équation, rappeler l’expression de [C] obtenue par sa résolution, en déduire que :
- k2»k1 ⇒ v = k1.[A]
- k1»k2 ⇒ v = k2.[B]
Déterminer les équations différentielles puis déterminer la loi de vitesse
Déterminer la loi de vitesse de cette réaction
Qu’appelle-t-on «équations cinétiques» ?
Ce sont les équations différentielles vérifiées pendant une réaction
Donner les équations cinétiques
Donner, en justifiant, le mécanisme limite qui peut être considéré au début de la réaction, donner les équations cinétiques associées
Montrer que le produit majoritaire est le produit cinétique
Montrer qu’en fin de réaction le produit majoritaire est le produit thermodynamique
Définir le contrôle cinétique et le contrôle thermodynamique
Dessiner le profil réactionnel d’une réaction en une étape dans laquelle les produits cinétique et thermodynamique sont les mêmes (1) et d’une réaction en une étape dans laquelle les produits cinétique et thermodynamique ne sont pas les mêmes (2)
Quand le produit cinétique est-il favorisé ? Et le thermodynamique ?
Pourquoi, pour accélérer une réaction, privilégie-t-on la catalyse devant l’augmentation de la température ou de la concentration en réactifs ?
- augmenter la température risque de dégrader les molécules
- augmenter la concentration en réactifs risque de conduire à des réactions parasites
Qu’est-ce qu’un catalyseur ?
Qu’est-ce qu’une catalyse homogène ? Hétérogène ? Enzymatique ?
Quelles sont les deux manières pour un catalyseur d’accélérer une réaction ?
Que peut-on dire du chemin réactionnel d’une réaction lorsqu’on ajoute un catalyseur ?
Il devient plus complexe (plus d’étapes dont plus d’intermédiaires etc) mais plus facile (l’Ea à l’étape cinétiquement déterminante est plus faible)
A quoi faut-il faire attention lorsqu’on choisit un catalyseur ?
Il doit :
- accélérer la réaction
- faciliter le traitement du mélange réactionnel
Qu’est-ce que la sélectivité du catalyseur ?
Certains catalyseur peuvent favoriser une voie d’évolution parmi plusieurs possibles pour conduire un produit plutôt qu’un autre à partir des mêmes réactifs : on parle de sélectivité du catalyseur.
Quelles sont les deux applications de la sélectivité du catalyseur ?
- sélectionner les produits que l’on obtient à la fin (pas les même molécules)
- sélectionner un stéréoisomère majoritaire
Comment appelle-t-on une réaction qui synthétise majoritairement un énantiomère par rapport à l’autre ?
C’est une réaction énantiosélective
Qu’est-ce qu’une enzyme ?
Pour une catalyse enzymatique, définir le site actif et le substrat
Qu’est-ce que le modèle de Fisher pour la catalyse enzymatique ?
Qu’est-ce que le modèle de l’ajustement induit de Koshland ?
Qu’est-ce que le modèle de la sélection conformationnelle ?
Donner le mécanisme réactionnel dans le modèle Michaelis-Menten
Quelles sont les deux approximations du modèle de Michaelis-Menten, pourquoi peut on se permettre de les faire, et comment le mécanisme réactionnel est-il impacté ?
Qu’appelle-t-on constante de Michaelis ?
K_M = (k2 + k-1)/k1
Montrer que v = k2×[S]0×[E]0/([S]0 + K_M)
Sachant que v = vM×[S]0/([S]0 + K_M), à quoi correspond K_M ?
Pour [S]0=K_M, v = vM/2. K_M correspond donc à la concentration en substrat pour laquelle la vitesse est égale à la moitié de la vitesse maximale
Que traduit K_M = (k-1 + k2)/k1
Cette constante traduit l’affinité de l’enzyme pour le substrat : plus elle est grande, plus l’enzyme possède une affinité faible pour le substrat et plus le complexe ES a tendance à se dissocier (k-1 et k2 correspondent à la dissociation de ES et sont grands devant k1 qui correspond à sa formation).
Sachant que v = vM×[S]0/([S]0 + K_M), comment détermine-t-on K_M et vM, lorsqu’on à des valeurs de v([S]0) ?
En effet, 1/v = 1/vM + K_M/vM × 1/[S]0
Dans le modèle de Michaelis-Menten, quelle est la méthode pour trouver la vitesse de la réaction ?
Comment peut-on s’affranchir du facteur A si on veut exploiter la loi d’Arrhenius ?
Il faut faire des rapports de constantes de vitesses, on enlève ainsi le facteur de chocs A (qui est le même à chaque fois)
Dans le modèle de Michaelis-Menten, comment traduire le pré-équilibre rapide en terme de constante de vitesse ?
k2»_space; k-1
Lorsqu’on fait une régression linéaire, que faut-il écrire ?
La formule algébrique, la forme … = a.x + b, donner a et b et R² directement
