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Physique-Chimie

Chimie

Cinétique chimique

Dans cette vidéo, nous allons vérifier si une réaction est d'ordre 2 ou non. Pour cela, nous supposons que la réaction est d'ordre 2 par rapport au réactif A. Nous devons établir et résoudre l'équation différentielle vérifiée par la concentration de A en fonction du temps. Une représentation graphique de 1/concentration en fonction du temps nous permettra de conclure à la vérité de l'hypothèse pour les deux réactions présentées.

Pour la réaction 1, nous observons une droite qui peut être modélisée et qui passe par la plupart des points. Cela est cohérent. Pour l'autre réaction, nous avons un polynôme qui est mal approximé par la régression linéaire.

Pour exprimer 1/concentration en fonction du temps, nous utilisons l'équation v=k[A]^2. En effectuant la séparation des variables et en intégrant, nous obtenons la relation 1/concentration à l'instant t = kt + 1/concentration initiale.

Cette relation nous dit que la courbe de 1/concentration en fonction du temps est une fonction affine et croissante. Ainsi, la réaction 1 présente une cinétique d'ordre 2 par rapport à A. Ce n'est pas le cas pour la réaction 2.

En conclusion, en analysant l'évolution de la concentration en fonction du temps, nous pouvons déterminer l'ordre de la réaction. Cette démarche est puissante et nous permet de comprendre les caractéristiques cinétiques des réactions. Merci d'avoir visionné cette vidéo et à bientôt !

Bonjour à tous, c'est Mathis de studio et dans cette vidéo, on va vérifier si une réaction est d'ordre 2 ou non. Tout comme la démarche pour l'ordre 0, on va supposer que la réaction est d'ordre 2 par rapport à A, le réactif. Il faut bien sûr établir et résoudre l'équation différentielle vérifiée par sa concentration en fonction du temps. Il faut montrer qu'une représentation graphique, cette fois de 1 sur la concentration en fonction du temps, permet de conclure à la vérité de l'hypothèse pour les deux réactions présentées ci-dessous. Alors, ici, qu'est-ce qu'on a ? Pour la réaction 1, on a effectivement, pour l'évolution de 1 sur la concentration en fonction du temps, une droite qui peut être modélisée et qui passe par la plupart du nuage de points. C'est effectivement cohérent, tandis que dans l'autre, on a tout simplement un polynôme qui est assez mal approximé par la régression linéaire. Alors, l'exercice est bien sûr guidé, donc on va reprendre la méthodologie point par point pour exprimer 1 sur la concentration en fonction du temps. Pour un ordre 2, on a bien sûr v qui est égale à k fois la concentration à la puissance 2. Or, on a v qui est égale à moins d de concentration sur dt. C'est donc égal à k fois la concentration à la puissance 2. On fait l'étape classique de séparation des variables. On passe tout ce qui dépend de la concentration de A à gauche, tout ce qui dépend du temps à droite. On intègre de la concentration initiale à la concentration à l'instant quelconque à gauche, et puis de l'instant initial à l'instant t à droite. Ça nous donne donc 1 sur la concentration à l'instant t, moins 1 sur la concentration initiale, qui est égale à kt. N'oubliez pas de laisser le moins de ce côté. Lorsqu'on est à l'ordre 2, c'est plus simple pour intégrer, vu que moins 1 sur u fois du s'intègre en 1 sur u, moins 1 sur u², bien sûr. Et donc, au final, on obtient la relation étoile. 1 sur la concentration en A à l'instant t, c'est égal à k fois t plus 1 sur la concentration en A à l'instant initial. Alors, c'est l'heure de l'interprétation. Qu'est-ce que nous dit cette relation que l'on vient d'obtenir ? Eh bien, en fait, d'après la relation étoile, la courbe de 1 sur la concentration en fonction du temps, c'est une fonction qui est affine et croissante. Vous voyez, on a y, 1 sur la concentration, qui est égal à ax plus b, juste ici. C'est une fonction qui est affine et en plus croissante, vu que k est positive. Donc, conclusion. Eh bien, la réaction 1, comme on l'a vu, elle présente une cinétique d'ordre 2 par rapport à A, vu que la régulation, on peut effectivement tracer une droite affine, croissante. Ce n'est pas le cas de la réaction 2, qui ici ne présente pas justement ce caractère linéaire que l'on retrouve dans la réaction 1. Donc voilà, un autre exemple de comment est-ce que, juste en regardant l'évolution d'une variable ici, la concentration, enfin 1 sur la concentration, on arrive à en déterminer, d'après les hypothèses qu'on a effectuées, l'ordre de la réaction. C'est quand même assez puissant. J'espère que vous avez bien compris la démarche. En tout cas, merci beaucoup d'avoir subi cette vidéo et puis à bientôt !

Réaction d'ordre 2

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