Réactions d'oxydo-réduction et cinétique chimique Flashcards
Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydo-réduction ?
C’est une réaction chimique présentant un échange d’électrons
Qu’est-ce qu’un réducteur ?
C’est un donneur d’électrons
Qu’est-ce qu’un oxydant ?
C’est un accepteur d’électrons
Qu’est-ce qu’une équation d’un couple redox ?
Quelle est la méthode d’équilibre d’une équation d’un couple redox ?
1) équilibrer en C, N, métal grâce à des coefficients stoechiométriques
2) équilibrer en O grâce à H2O
3) équilibrer en H grâce à des H+
4) équilibrer en charge grâce à des e-
Quels types de molécules peuvent former des couples redox ?
Les coenzymes (par exemple : ceux à nicotinamide et à flavines)
Comment se trouve l’électron à l’état libre ?
Il n’existe pas à l’état libre et doit être capté par un oxydant
Quelle est la spécificité d’une équation redox entre 2 couples ?
On fait en sorte qu’il n’y ait pas d’électrons dans l’équation
Quelle est la méthode pour bien équilibrer une équation redox entre deux couples ?
Quelles sont les caractéristiques d’une réaction d’oxydo-réduction par voie chimique ?
Qu’est-ce que le principe de la pile Danielle ?
C’est une pile qui use d’une équation redox globale pour transformer partiellement l’énergie chimique en énergie électrique
Que permet le pont salin ?
Le maintien de la neutralité électrique grâce à la circulation des ions
Quelles sont les caractéristiques Q et W de la pile ?
Que mesure-t-on ?
Une différentielle de potentiel positive entre le pôle (+) et le pôle (-) ou encore la force électromotrice de la pile fonctionnant comme un générateur
Que se passe-t-il lorsque l’équilibre chimique est atteint ?
La force électromotrice f.e.m. E est nulle
Quelle est la particularité de la réaction redox mise en jeu dans la pile ?
Elle est renversable grâce à l’apport d’énergie électrique à l’aide d’un générateur de courant qui inverse le sens du courant
Qu’induit cette inversion ?
La recharge de la pile correspondant à la conversion partielle d’énergie électrique en énergie chimique et donc à
Que vaut le travail électrique mesurable fourni par la pile ?
Que vaut alors E dans la réaction spontanée dans le sens 1 (signe de E) ?
Que vaut E d’un système à température et pression définie et constante en fonction de E° et d’autres variables ?
Quelle simplification pouvons-nous opérer quand T= 298 K ?
Par quelle valeur est caractérisée chaque couple Ox/Red ?
Quel est le couple de référence utilisé ?
Quelle est la réaction associée à ce couple
Puisque en soit H+ n’existe pas en solution
Que vaut l’E° du couple H+/H2 ?
Qu’induit une pile constituée d’un électrode normale à hydrogène et d’un couple redox au niveau de sa force électromotrice E ?
A une force électromotrice égale au potentiel du couple redox
Et qu’induit cette égalité ?
L’équation de NERNST dans le cas d’une réaction spontanée dans le sens 1
Qu’est-ce que l’équation de NERNST ?
Qu’est-ce que donc E° d’un couple redox ?
C’est un potentiel standard du couple redox par rapport à l’électrode à hydrogène, caractéristique thermodynamique du couple redox
Quel sens de la réaction est concerné dans le potentiel d’un couple par rapport à un couple de référence (ici H3O+/H2)
Dans le sens de la réduction de “Ox” du couple considéré
Qu’induisent les signes du potentiel d’un couple redox ?
Quel est donc le lien entre le potentiel d’un couple redox et le caractère oxydant ou réducteur d’un composé ?
Plus E° est haut, plus l’oxydant est oxydant et à l’inverse plus E° est bas, plus le réducteur est réducteur
Qu’induit un E° positif d’un couple redox ?
Un oxydant plus oxydant que H+, et un réducteur moins réducteur que H2
Qu’induit un E° négatif d’un couple redox ?
Un réducteur plus réducteur que H2, et un oxydant moins oxydant que H+
Que vaut E d’une pile constituée de deux couples redox ?
Qu’induit le sens de réaction ?
Que vaut E d’une pile alimentée par la réaction de deux couples redox ?
Comment déterminer E°1-E°2 ?
Il est accessible expérimentalement lorsque K est mesurable (la température ??)
Quel est le sens spontané d’une réaction entre deux couples redox ?
L’oxydant le plus fort réagit avec le réducteur le plus fort
Qu’est-ce que 1fs ?
A température et volume du milieu réactionnel constants, que vaut la vitesse de cette réaction
Qu’est-ce que la loi de vitesse dans cette réaction (à température constante)
Qu’est-ce que la molécularité de cette réaction (à température constante)
Quel est le lien de α, β, a et b ?
Qu’est-ce qu’une réaction élémentaire ?
C’est une réaction en une seule étape, un choc
Quels sont les différents types de réaction élémentaire ?
A quoi obéit une réaction élémentaire de la forme
Quel est l’ordre de la réaction selon la réaction élémentaire ?
Qu’est-ce qu’une réaction globale/équation bilan ?
C’est une réaction complexe décomposable en une suite de réactions élémentaires (1) à (4) qui constituent le mécanisme réactionnel
Que se passe-t-il lorsque la réaction élémentaire (1) est la plus lente ?
C’est alors une étape limitante ou cinétiquement déterminante et fixe alors l’ordre et la vitesse de la réaction globale
Qu’induit un ordre global différent de la molécularité ?
Une réaction complexe et donc une décomposition en réactions élémentaires obéissant à la loi cinétique de Van’t Hoff
Comment déterminer expérimentalement l’ordre ?
Avec une méthode d’intégration, en essayant un ordre α (1 ou 2 en général) (un test graphique ou numérique)
Quelle égalité induite de la vitesse de réaction telle que
Comment déterminer que c’est une réaction d’ordre 1 telle que
On suppose que tout d’abord que α = 1, et on exprime Ln[A] en fonction du temps, et si c’est une droite alors la réaction est d’ordre 1
Quelles sont les expressions de [A] et de Ln[A] en fonction de t dans une réaction d’ordre 1 avec A comme réactif ?
Qu’est-ce que le temps de demi-réaction ?
C’est le temps au bout duquel il ne reste que la moitié des réactifs où
Que vaut le temps de demi-réaction d’une réaction d’ordre 1 telle que
Quelle est la particularité du temps de demi-réaction d’une réaction d’ordre 1 telle que
Que vaut alors t1/4 et t1/8 d’une réaction d’ordre 1 telle que
t1/4 = 2t1/2 et t1/8 = 3t1/2
Comment déterminer que c’est une réaction d’ordre 2 telle que
On suppose que tout d’abord que α = 2, et on exprime 1/[A] en fonction du temps, et si c’est une droite alors la réaction est d’ordre 2
Que vaut l’expression de l’inverse de la concentration de telle réaction ?
Que vaut la vitesse d’une réaction d’ordre 2 telle que
Qu’induit le cas particulier
Que vaut le temps de demi-réaction de la réaction d’ordre 2 telle que
Que valent t1/4 et t1/8 de telle réaction ?
t1/4 = 3t1/2 et t1/8 = 7t1/2, les périodes successives doublent
Que vaut la vitesse de réaction renversable telle que
Que vaut la vitesse à l’équilibre ?
Elle est nulle
Que vaut K dans une réaction telle que
Qu’est-ce que la théorie de l’état de transition ?
C’est une théorie qui présente l’existence d’un état de transition ou complexe activé dans une réaction élémentaire et donc différent d’un intermédiaire réactionnel
Qu’est-ce qu’un état de transition ?
C’est un état de plus haute enthalpie libre que celle des réactifs et des produits, l’enthalpie libre d’activation
Comment fonctionne la réaction élémentaire selon la théorie de l’état de transition ?
La réaction commence à l’enthalpie libre des réactifs pour monter en énergie et arriver à l’enthalpie libre de l’état de transition (enthalpie libre d’activation) et ensuite chuté pour arriver à l’enthalpie libre des produits
Quel est le lien entre les vitesses de réaction k et les variations d’enthalpie libre d’activation ?
Quand k1 augmente la variation d’enthalpie libre standard d’activation baisse (enthalpie libre d’activation se trouvant plus bas) et quand k-1 augmente, la variation d’enthalpie libre d’activation baisse
Que vaut l’enthalpie libre standard d’activation ?
Que vaut la constante de vitesse k ?
Mais comment déterminer l’entropie et l’enthalpie standard d’activation ?
On la détermine expérimentalement, en traçant Ln(k/T) en fonction de 1/T
Quelle est l’expression de cette droite ?
Comment pouvons-nous visualiser les différents états d’énergie ?
Grâce à un diagramme d’énergie
Quels types de grandeurs sont
Que favorise l’augmentation de la température ?
Elle favorise le franchissement de la barrière dans les 2 sens et l’établissement des équilibres
Qu’est-ce qu’un catalyseur ?
C’est un composé qui accélère la vitesse de réaction et qui est régénéré en fin de réaction n’entrant donc pas dans l’équation-bilan
Quelles sont les autres caractéristiques d’un catalyseur ?
Il ne peut agir qu’en très faible quantité et ne modifie pas l’aspect thermodynamique
Quel est le profil énergétique d’une réaction catalysée ?
