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Physique-Chimie

Chimie

Cinétique chimique

Dans cette vidéo, nous vérifions si une réaction chimique est d'ordre zéro ou non. Pour cela, nous faisons une hypothèse sur l'ordre de réaction et examinons les conséquences de cette hypothèse sur la cinétique de la réaction. Nous devons établir et résoudre l'équation différentielle qui décrit la concentration du réactif en fonction du temps. En analysant la représentation graphique de la concentration en fonction du temps, nous pouvons conclure si notre hypothèse est valide ou non. Dans cet exercice, nous obtenons deux courbes différentes pour les deux réactions étudiées. La première courbe est une droite qui passe par tous les points, indiquant une cinétique d'ordre zéro, tandis que la deuxième courbe est une courbe polynomial ou convexe, indiquant une cinétique différente de l'ordre zéro. En résolvant l'équation différentielle, nous obtenons une fonction affine décroissante pour la première réaction, confirmant notre hypothèse. En conclusion, la première réaction est d'ordre zéro par rapport au réactif A, tandis que la deuxième réaction n'est pas d'ordre zéro. Cette analyse nous permet de déterminer l'ordre de réaction à partir de la courbe d'évolution de la concentration. C'est un exemple puissant de la puissance des calculs analytiques et des observations expérimentales en cinétique chimique.

Bonjour à tous, c'est Mathis de Studio, et dans cette vidéo, on va vérifier si une réaction est d'ordre zéro ou non. Alors dans ce cadre d'exercice, très généralement, on fait une hypothèse sur l'ordre de réaction que l'on a à considérer. C'est-à-dire qu'on va effectivement supposer la réaction d'ordre zéro par rapport à A. On regarde les conséquences qu'a cette hypothèse sur différentes grandeurs que l'on peut suivre en cinétique. Et donc, on peut valider ou non, à la fin, notre hypothèse. Alors, dans ce cadre d'exercice, il faut établir et résoudre l'équation différentielle vérifiée par la concentration en réactif, donc la concentration A. Il faut montrer qu'une représentation graphique de la concentration en fonction du temps permet de conclure à la validité de l'hypothèse. Il faut conclure pour les deux réactions qui sont présentées ci-dessous. Alors, dans les deux cas, on a la concentration en réactif en fonction du temps. Dans la réaction 1, on a la modélisation par une droite qui passe par tous les points, qui est vraiment très accurate, adaptée. Tandis que dans la réaction 2, on a un ensemble de points qui décrit plutôt une courbe qui est polynomial ou alors convexe. Et l'approximation par une droite n'est pas du tout adaptée. Alors, est-ce qu'on peut voir tout ça ? Tout d'abord, on va faire bien sûr la méthode qui nous est demandée par l'exercice. Ici, on n'a pas beaucoup à réfléchir. Pour établir et résoudre l'équation différentielle vérifiée par la concentration, c'est ce qu'on a fait dans l'exercice précédent. N'hésitez pas à le reprendre, mais en tout cas, là, on va bien le détailler de la même manière. Pour l'ordre 0, on a V qui est égal à K fois la concentration en réactif à la puissance 0. Or, la vitesse d'avancement volumique, c'est tout simplement moins d de concentration sur dt. Donc ici, c'est égal à K, vu que la concentration à la puissance 0, c'est égal à 1. Ça nous donne une équation différentielle que l'on résout comment en chimie ? Via la méthode de séparation des variables. On met tout ce qui dépend de la concentration d'un côté, tout ce qui dépend du temps de l'autre, et puis on intègre de l'état initial à un état quelconque à l'instant t. Donc, on intègre entre la concentration initiale et la concentration à l'instant t, suivant d de A, et puis le temps initial 0, et puis le temps quelconque t. Et donc, en résolvant cette équation, on a tout simplement la concentration en A en fonction du temps, qui est égale à la concentration initiale, moins K fois t. Ainsi, dans ce cas, la courbe de la concentration de A en fonction du temps, c'est une fonction affine décroissante du temps. C'est ce qu'on vient de montrer juste ici. On a tout simplement Y qui est égal à AX plus B. Voilà ce qu'on pouvait montrer. C'est bien une fonction affine décroissante. Ça peut être approximé par une droite. Donc, la conclusion, en fait, la réaction 1 présente une cinétique d'ordre 0 par rapport à A. On l'a vu, c'est tout simplement une droite pour l'évolution de la concentration en A en fonction du temps. Tandis que ce n'est pas le cas pour la courbe 2, ça veut dire que la réaction 2 n'admet pas une cinétique d'ordre 0 par rapport à A. Voilà ce que l'on peut conclure simplement de nos calculs analytiques pour l'évolution de la concentration. L'observation, le relevé expérimental permet de trancher pour ces deux réactions. On n'a pas plus d'informations, simplement une courbe d'évolution de concentration. On peut en déduire, en tout cas pour la première, l'ordre de réaction. C'est quand même très puissant. C'est le premier exemple. On va le voir dans les prochaines vidéos pour d'autres ordres. Qu'est-ce que ça peut donner ? Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo. A bientôt.

Réaction d'odre 0

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