Réactions d'oxydo-réduction et cinétique chimique

Question 1

Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydo-réduction ?

Answer 1

C’est une réaction chimique présentant un échange d’électrons

Question 2

Qu’est-ce qu’un réducteur ?

Answer 2

C’est un donneur d’électrons

Question 3

Qu’est-ce qu’un oxydant ?

Answer 3

C’est un accepteur d’électrons

Question 4

Qu’est-ce qu’une équation d’un couple redox ?

Answer 4

Question 5

Quelle est la méthode d’équilibre d’une équation d’un couple redox ?

Answer 5

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-

Question 6

Quels types de molécules peuvent former des couples redox ?

Answer 6

Les coenzymes (par exemple : ceux à nicotinamide et à flavines)

Question 7

Comment se trouve l’électron à l’état libre ?

Answer 7

Il n’existe pas à l’état libre et doit être capté par un oxydant

Question 8

Quelle est la spécificité d’une équation redox entre 2 couples ?

Answer 8

On fait en sorte qu’il n’y ait pas d’électrons dans l’équation

Question 9

Quelle est la méthode pour bien équilibrer une équation redox entre deux couples ?

Answer 9

Question 10

Quelles sont les caractéristiques d’une réaction d’oxydo-réduction par voie chimique ?

Answer 10

Question 11

Qu’est-ce que le principe de la pile Danielle ?

Answer 11

C’est une pile qui use d’une équation redox globale pour transformer partiellement l’énergie chimique en énergie électrique

Question 12

Que permet le pont salin ?

Answer 12

Le maintien de la neutralité électrique grâce à la circulation des ions

Question 13

Quelles sont les caractéristiques Q et W de la pile ?

Answer 13

Question 14

Que mesure-t-on ?

Answer 14

Une différentielle de potentiel positive entre le pôle (+) et le pôle (-) ou encore la force électromotrice de la pile fonctionnant comme un générateur

Question 15

Que se passe-t-il lorsque l’équilibre chimique est atteint ?

Answer 15

La force électromotrice f.e.m. E est nulle

Question 16

Quelle est la particularité de la réaction redox mise en jeu dans la pile ?

Answer 16

Elle est renversable grâce à l’apport d’énergie électrique à l’aide d’un générateur de courant qui inverse le sens du courant

Question 17

Qu’induit cette inversion ?

Answer 17

La recharge de la pile correspondant à la conversion partielle d’énergie électrique en énergie chimique et donc à

Question 18

Que vaut le travail électrique mesurable fourni par la pile ?

Answer 18

Question 19

Que vaut alors E dans la réaction spontanée dans le sens 1 (signe de E) ?

Answer 19

Question 20

Que vaut E d’un système à température et pression définie et constante en fonction de E° et d’autres variables ?

Answer 20

Question 21

Quelle simplification pouvons-nous opérer quand T= 298 K ?

Answer 21

Question 22

Par quelle valeur est caractérisée chaque couple Ox/Red ?

Answer 22

Question 23

Quel est le couple de référence utilisé ?

Answer 23

Question 24

Quelle est la réaction associée à ce couple

Answer 24

Puisque en soit H+ n’existe pas en solution

Question 25

Que vaut l'E° du couple H+/H2 ?

Answer 25

Question 26

Qu'induit une pile constituée d'un électrode normale à hydrogène et d'un couple redox au niveau de sa force électromotrice E ?

Answer 26

A une force électromotrice égale au potentiel du couple redox

Question 27

Et qu'induit cette égalité ?

Answer 27

L'équation de NERNST dans le cas d'une réaction spontanée dans le sens 1

Question 28

Qu'est-ce que l'équation de NERNST ?

Answer 28

Question 29

Qu'est-ce que donc E° d'un couple redox ?

Answer 29

C'est un potentiel standard du couple redox par rapport à l'électrode à hydrogène, caractéristique thermodynamique du couple redox

Question 30

Quel sens de la réaction est concerné dans le potentiel d'un couple par rapport à un couple de référence (ici H3O+/H2)

Answer 30

Dans le sens de la réduction de "Ox" du couple considéré

Question 31

Qu'induisent les signes du potentiel d'un couple redox ?

Answer 31

Question 32

Quel est donc le lien entre le potentiel d'un couple redox et le caractère oxydant ou réducteur d'un composé ?

Answer 32

Plus E° est haut, plus l'oxydant est oxydant et à l'inverse plus E° est bas, plus le réducteur est réducteur

Question 33

Qu'induit un E° positif d'un couple redox ?

Answer 33

Un oxydant plus oxydant que H+, et un réducteur moins réducteur que H2

Question 34

Qu'induit un E° négatif d'un couple redox ?

Answer 34

Un réducteur plus réducteur que H2, et un oxydant moins oxydant que H+

Question 35

Que vaut E d'une pile constituée de deux couples redox ?

Answer 35

Question 36

Qu'induit le sens de réaction ?

Answer 36

Question 37

Que vaut E d'une pile alimentée par la réaction de deux couples redox ?

Answer 37

Question 38

Comment déterminer E°1-E°2 ?

Answer 38

Il est accessible expérimentalement lorsque K est mesurable (la température ??)

Question 39

Quel est le sens spontané d'une réaction entre deux couples redox ?

Answer 39

L'oxydant le plus fort réagit avec le réducteur le plus fort

Question 40

Qu'est-ce que 1fs ?

Answer 40

Question 41

A température et volume du milieu réactionnel constants, que vaut la vitesse de cette réaction

Answer 41

Question 42

Qu'est-ce que la loi de vitesse dans cette réaction (à température constante)

Answer 42

Question 43

Qu'est-ce que la molécularité de cette réaction (à température constante)

Answer 43

Question 44

Quel est le lien de α, β, a et b ?

Answer 44

Question 45

Qu'est-ce qu'une réaction élémentaire ?

Answer 45

C'est une réaction en une seule étape, un choc

Question 46

Quels sont les différents types de réaction élémentaire ?

Answer 46

Question 47

A quoi obéit une réaction élémentaire de la forme

Answer 47

Question 48

Quel est l'ordre de la réaction selon la réaction élémentaire ?

Answer 48

Question 49

Qu'est-ce qu'une réaction globale/équation bilan ?

Answer 49

C'est une réaction complexe décomposable en une suite de réactions élémentaires (1) à (4) qui constituent le mécanisme réactionnel

Question 50

Que se passe-t-il lorsque la réaction élémentaire (1) est la plus lente ?

Answer 50

C'est alors une étape limitante ou cinétiquement déterminante et fixe alors l'ordre et la vitesse de la réaction globale

Question 51

Qu'induit un ordre global différent de la molécularité ?

Answer 51

Une réaction complexe et donc une décomposition en réactions élémentaires obéissant à la loi cinétique de Van't Hoff

Question 52

Comment déterminer expérimentalement l'ordre ?

Answer 52

Avec une méthode d'intégration, en essayant un ordre α (1 ou 2 en général) (un test graphique ou numérique)

Question 53

Quelle égalité induite de la vitesse de réaction telle que

Answer 53

Question 54

Comment déterminer que c'est une réaction d'ordre 1 telle que

Answer 54

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

Question 55

Quelles sont les expressions de [A] et de Ln[A] en fonction de t dans une réaction d'ordre 1 avec A comme réactif ?

Answer 55

Question 56

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

Answer 56

C'est le temps au bout duquel il ne reste que la moitié des réactifs où

Question 57

Que vaut le temps de demi-réaction d'une réaction d'ordre 1 telle que

Answer 57

Question 58

Quelle est la particularité du temps de demi-réaction d'une réaction d'ordre 1 telle que

Answer 58

Question 59

Que vaut alors t1/4 et t1/8 d'une réaction d'ordre 1 telle que

Answer 59

t1/4 = 2t1/2 et t1/8 = 3t1/2

Question 60

Comment déterminer que c'est une réaction d'ordre 2 telle que

Answer 60

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

Question 61

Que vaut l'expression de l'inverse de la concentration de telle réaction ?

Answer 61

Question 62

Que vaut la vitesse d'une réaction d'ordre 2 telle que

Answer 62

Question 63

Qu'induit le cas particulier

Answer 63

Question 64

Que vaut le temps de demi-réaction de la réaction d'ordre 2 telle que

Answer 64

Question 65

Que valent t1/4 et t1/8 de telle réaction ?

Answer 65

t1/4 = 3t1/2 et t1/8 = 7t1/2, les périodes successives doublent

Question 66

Que vaut la vitesse de réaction renversable telle que

Answer 66

Question 67

Que vaut la vitesse à l'équilibre ?

Answer 67

Elle est nulle

Question 68

Que vaut K dans une réaction telle que

Answer 68

Question 69

Qu'est-ce que la théorie de l'état de transition ?

Answer 69

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

Question 70

Qu'est-ce qu'un état de transition ?

Answer 70

C'est un état de plus haute enthalpie libre que celle des réactifs et des produits, l'enthalpie libre d'activation

Question 71

Comment fonctionne la réaction élémentaire selon la théorie de l'état de transition ?

Answer 71

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

Question 72

Quel est le lien entre les vitesses de réaction k et les variations d'enthalpie libre d'activation ?

Answer 72

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

Question 73

Que vaut l'enthalpie libre standard d'activation ?

Answer 73

Question 74

Que vaut la constante de vitesse k ?

Answer 74

Question 75

Mais comment déterminer l'entropie et l'enthalpie standard d'activation ?

Answer 75

On la détermine expérimentalement, en traçant Ln(k/T) en fonction de 1/T

Question 76

Quelle est l'expression de cette droite ?

Answer 76

Question 77

Comment pouvons-nous visualiser les différents états d'énergie ?

Answer 77

Grâce à un diagramme d'énergie

Question 78

Quels types de grandeurs sont

Answer 78

Question 79

Que favorise l'augmentation de la température ?

Answer 79

Elle favorise le franchissement de la barrière dans les 2 sens et l'établissement des équilibres

Question 80

Qu'est-ce qu'un catalyseur ?

Answer 80

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

Question 81

Quelles sont les autres caractéristiques d'un catalyseur ?

Answer 81

Il ne peut agir qu'en très faible quantité et ne modifie pas l'aspect thermodynamique

Question 82

Quel est le profil énergétique d'une réaction catalysée ?

Answer 82