Suivi temporel d’une transformation

Suivi temporel d’une transformation

i.Suivi temporel d’une transformation chimique

1) Définition

Suivi l’évolution d’une transformation chimique c’est connaître sa composition à chaque instant.

2) Méthodes de suivi l’évolution d’une transformation

Méthodes physiquesMéthode chimique
La conductimétrie
La mesure de la pression ou de volume
La mesure du pH
Le dosage

ii.Vitesse de réaction et le temps de demi-réaction

1) Vitesse de réaction

La vitesse volumique de réaction v est définie par :

\(v=\dfrac{1}{V}\cdot\dfrac{dx}{dt}\)
v : la vitesse volumique en \((\text{mol}.\text{m}^{-3}.\text{s}^{-1})\)
V : volume total de la solution en \((\text{m}^3)\)
dx : la variation de l’avancement en \((\text{mol})\)
dt : la variation de temps en \((\text{s})\)

2) Détermination graphique du v

Pour déterminer la vitesse volumique de la réaction à un instant t, on calcule le coefficient directeur \(\dfrac{\Delta x}{\Delta t}\) de la tangente (T) de la courbe \(x = f(t)\) à l’instant t et on le divise par le volume total de la solution V.

x (mol) t(min) xmax xmax/2 (T) t1/2 t

3) Temps de demi-réaction

Le temps de demi-réaction \(t_{1/2}\) est le temps nécessaire pour que l’avancement de la réaction soit égal à la moitié de sa valeur finale \(x(t_{1/2}) = \dfrac{x_f}{2}\)

Remarque
  • Si la transformation est totale \(x_f = x_{max}\)
  • Généralement la vitesse de la réaction diminue au cours du temps car les concentrations des réactifs diminuent

4) Autres expressions de la vitesse de la réaction

On peut exprimer aussi la vitesse de la réaction en fonction de :

Concentration d’un ion forméLe volume du gaz forméLa pression du gaz forméLa conductivité σ
\(v=\dfrac{1}{a}\cdot\dfrac{d[\text{ion}]}{dt}\) \(v=\dfrac{1}{a.V.V_m}\cdot\dfrac{dV(\text{gaz})}{dt}\) \(v=\dfrac{X_{max}}{V.\Delta P_{max}}\cdot\dfrac{d\Delta P}{dt}\) \(v=\dfrac{X_{max}}{V.\sigma_{max}}\cdot\dfrac{d\sigma}{dt}\)

a : le coefficient stœchiométrique de l’élément chimique suivi

iii.Vitesse de la réaction et facteurs cinétiques

1) La température

Plus la température est élevée, plus les collisions sont élevées et plus la réaction est rapide.

2) La concentration initiale des réactifs

Plus les concentrations initiales des réactifs sont élevées, plus les collisions sont élevées et plus la réaction est rapide.

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