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Chim N° 06 :
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I- Evolution de la vitesse en fonction du temps.
- La vitesse de formation d'un produit ou de disparition d'un réactif diminue au cours du temps.
- Cette vitesse tend vers zéro lorsque le temps t tend vers l'infini (lorsque la réaction est terminée)..
II- Influence de la concentration des réactifs sur les vitesses de formation et de disparition.
1)- Expérience : réaction entre le thiosulfate de sodium et l'acide chlorhydrique.
Dans
un bécher de 100 mL, on verse :
- 45 mL de thiosulfate de sodium de concentration C1 = 0,13 mol / L,
- 5 mL de solution d'acide chlorhydrique de concentration C2 = 0,10 mol / L.
- on observe la formation d'un précipité qui trouble peu à peu la solution.
- La réaction est lente, on peut observer son évolution.
- Interprétation :
- Couples mises en jeu :
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S2O32 -
(aq) / S (s) |
E01
= 0,50 V |
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SO2
(aq) / S2O32–
(aq) |
E02
=
0,40 V |
- Demi-équations électroniques : pour simplifier les écritures, on utilise la notation suivante :
-
H+(aq)
remplace
H3O+
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(S2O32–
(aq) + 6
H+(aq)
+ 4
e
–
= 2 S
+
3
H2O
(ℓ) ) x
1 |
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(S2O32
(aq)
+ H2O
(ℓ) =
2 SO2
(aq)
+ 2 H+(aq)
+ 4
e
–
) x
1 |
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2
S2O32 –
(aq)
+ 4 H+(aq)
→ 2
S (s) + 2
SO2 (aq)
+ 2
H2O
(ℓ) |
- En milieu acide, les ions thiosulfate se dismutent (voir règle du gamma).
► Conséquence :
- En milieu acide, l'ion thiosulfate réagit lentement avec les ions hydronium pour donner du dioxyde de soufre et un précipité de soufre qui reste en suspension.
- La solution devient peu à peu opaque.
- On utilise ce phénomène pour évaluer la vitesse moyenne de formation de soufre.
- On place, avant le début de l'expérience, sous le bécher, une feuille de papier portant une croix à l'encre noire.
- On déclenche le chronomètre au moment où l'on mélange la solution de thiosulfate de sodium et l'acide chlorhydrique.
- On note la durée nécessaire Δt pour que la croix ne soit plus visible.
- Pour que l'épaisseur à travers laquelle on observe la croix soit toujours la même, on utilise des béchers identiques et des volumes de solutions identiques.
- On admet que la quantité de matière nd de soufre nécessaire à la disparition du motif est la même dans toutes les expériences.
2)- Influence de la concentration des réactifs.
- Influence de la concentration de la solution en ions thiosulfate.
Dans
un bécher de 100 mL, on verse :
- 45 mL de thiosulfate de sodium de concentration C1.
- 5 mL de solution d'acide chlorhydrique de concentration C2 = 0,10 mol / L.
- tableau :
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C1 mol / L |
0,13 |
0,26 |
0,39 |
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Δt s |
108 |
72 |
35 |
- Influence de la concentration de la solution d'acide chlorhydrique.
Dans
un bécher de 100 mL, on verse :
- 45 mL de thiosulfate de sodium de concentration C1 = 0,13 mol / L,
- 5 mL de solution d'acide chlorhydrique de concentration C2 .
- tableau :
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C2 mol / L |
0,10 |
0,20 |
0,30 |
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Δt s |
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- La concentration des réactifs est un facteur cinétique.
- La vitesse de disparition d'un réactif ou de formation d'un produit augmente généralement avec la concentration des réactifs.
III- Influence de la température.
1)- Expérience : oxydation des ions iodure par l'eau oxygénée.
On
observe l'évolution de la coloration de la solution au cours du temps à
différentes températures.
- Tableau :
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Béchers 1 |
Béchers 2 |
Béchers 3 |
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5 mL d'iodure de potassium 0,10 mol/L |
5 mL d'iodure de potassium 0,10 mol/L |
5 mL d'iodure de potassium 0,10 mol/L |
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5 mL d'acide sulfurique 1 mol / L |
5 mL d'acide sulfurique 1 mol / L |
5 mL d'acide sulfurique 1 mol / L |
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9 mL d'eau |
9 mL d'eau |
9 mL d'eau |
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+ glace θ = 0 ° C |
θ = 20 ° C |
θ = 40 ° C |
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Un certain temps !!! |
1 min 45 s |
40 s |
- On observe l'évolution de la coloration de la solution.
-
Celle-ci est liée à la formation des ions I3–.
- La température d'un mélange réactionnel est un facteur cinétique.
- La vitesse de formation ou de disparition d'un corps augmente généralement avec la température.
IV- Réactions mettant en jeu des solides.
- La réaction est d'autant plus rapide que la surface de contact entre les réactifs est importante.
- Pour faire réagir le soufre et le fer, on prend du fer et du soufre en poudre.
- On les mélange intimement.
- Pour amorcer la réaction, on crée un point chaud.
- Il faut initier la réaction chimique.
- D'autre part, une élévation de la température accélère les réactions chimiques entre solides.
- La surface de contact et la température sont deux facteurs cinétiques importants des réactions mettant en jeu des solides.
- Elle désigne le refroidissement brutal d'un milieu réactionnel pour le rendre cinétiquement inerte.
- On utilise ce procédé lors de dosages en séances de travaux pratiques pour arrêter la réaction à un instant donné t.
2)- Conservations des aliments.
- Pour ralentir les réactions indésirables, on place les aliments au réfrigérateur ou au congélateur.
3)- Accélération des réactions.
- Pour accélérer la cuisson des aliments, on utilise des autocuiseurs.
- En augmentant la température, on diminue le temps de cuisson des aliments.
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