2. Cinétique chimique — suivi et vitesse de réaction
Fiche de révision — Bac spécialité physique-chimie • mrnasri.com
- Définir la vitesse volumique de formation d'un produit
- Suivre l'évolution d'une transformation chimique
- Identifier les facteurs qui influencent la vitesse
- Lire un graphique [A] = f(t) ou [P] = f(t)
I. Vitesse de réaction
La vitesse volumique de disparition d'un réactif A ou de formation d'un produit P :
Sur un graphique [A] = f(t), la vitesse est l'opposé de la pente de la tangente à la courbe à l'instant t.
II. Facteurs cinétiques
Les facteurs cinétiques sont les paramètres qui influencent la vitesse :
- Concentration des réactifs : plus elle est élevée, plus la réaction est rapide.
- Température : la chaleur accélère la réaction (loi d'Arrhenius).
- Catalyseur : substance qui accélère la réaction sans être consommée.
- Surface de contact (pour réactifs solides).
III. Temps de demi-réaction t₁/₂
Le temps de demi-réaction est la durée au bout de laquelle la moitié du réactif limitant a été consommée. Il caractérise la rapidité d'une réaction.
IV. Catalyse
- Catalyse homogène : catalyseur et réactifs dans la même phase.
- Catalyse hétérogène : phases différentes (catalyseur solide, réactifs en solution).
- Catalyse enzymatique : catalyseur = enzyme (biologie).
V. Exemple type Bac
Énoncé. Lors d'une réaction, [A] passe de 1,0 mol/L à 0,4 mol/L en 60 s.
1) Calculer la vitesse moyenne de disparition de A.
v_moy = −Δ[A]/Δt = −(0,4 − 1,0)/60 = 0,010 mol·L⁻¹·s⁻¹.
2) Si on chauffe le mélange, comment varie t₁/₂ ?
La température est un facteur cinétique → la réaction est plus rapide, t₁/₂ diminue.
⚠ Erreurs fréquentes à éviter
- Oublier le signe moins pour la vitesse de disparition d'un réactif.
- Confondre vitesse moyenne et vitesse instantanée (tangente).
- Croire qu'un catalyseur déplace l'équilibre (il ne fait qu'accélérer).
- Oublier que t₁/₂ dépend de la température et de la concentration initiale.
★ À retenir absolument
• v = −d[A]/dt = +d[P]/dt en mol·L⁻¹·s⁻¹
• Facteurs : concentration, température, catalyseur, surface
• t₁/₂ = temps de demi-réaction
• Catalyseur : accélère, n'est pas consommé, ne modifie pas l'équilibre