4.5. Mécanismes réactionnels
C Dunod
- La photocopie non
autorisée est
un
délit.
4.5. MÉCANISMES RÉACTIONNELS
L’étude des mécanismes de réaction permet de déterminer les processus physiques,
réels, qui se produisent au cours d’une transformation chimique.
Quand on écrit une équation bilan, il s’agit d’identifier les états initial et final de la
transformation chimique. Il arrive fréquemment que, pour passer des réactifs aux
produits, plusieurs étapes soient nécessaires. Bien entendu, ces étapes intermédiaires
n’apparaissent pas dans l’équation bilan globale. On appelle réaction élémentaire
une réaction chimique dont l’équation bilan correspond à la seule étape physique qui
se déroule. Le plus souvent, les réactions font intervenir plusieurs transformations
successives, et on parle alors de réactions complexes, nécessitant plusieurs étapes
(ou actes) élémentaires.
On appelle molécularité d’une transformation chimique la somme des coefficients
stœchiométriques des réactifs.
On admet que l’ordre d’une réaction élémentaire est égal à sa molécularité
(attention, c’est une propriété univoque, c’est-à-dire qu’elle ne fonctionne que dans un
sens). De plus les coefficients stœchiométriques sont égaux aux ordres partiels de la
réaction.
On peut en déduire que si l’ordre d’une réaction n’est pas égal à sa stœchiométrie, il ne
s’agit pas d’une réaction élémentaire, et la transformation se fait en plusieurs étapes.
4.6. CATALYSE HOMOGÈNE
On peut augmenter ou diminuer la vitesse d’une réaction en ajoutant au milieu réactionnel un composé qui n’apparaît pas dans l’équation bilan. Quand la réaction est
accélérée, le composé est appelé catalyseur. Si la réaction est ralentie, on parle
d’inhibiteur. Comme le catalyseur n’est pas dans l’équation bilan, sa concentration
n’apparaît pas dans l’expression de la loi d’action de masse (constante d’équilibre).
Par ailleurs, si le catalyseur agit au niveau d’une réaction d’équilibre, son action sera
la même dans le sens direct que dans le sens inverse. On voit que le catalyseur ne
modifie pas l’équilibre chimique, mais qu'il permet d’atteindre cet équilibre plus rapidement. Il ne peut rien modifier d’une réaction thermodynamiquement impossible.
En outre, le catalyseur se retrouve inchangé en fin de réaction. Il intervient généralement en faible quantité; il est souvent spécifique, c’est-à-dire qu’il favorisera une
réaction, quand plusieurs sont possibles : on parle de sa sélectivité.
Quand le catalyseur et le milieu réactionnel ne forment qu'une seule phase, alors la
catalyse est dite homogène. C’est par exemple le cas de la déshydratation des alcools en milieu acide : l’acide fort catalyse la réaction. Le rôle du catalyseur est
d’abaisser l’énergie d’activation de la réaction. On peut visualiser son action en traçant
le diagramme d’énergie correspondant à l’évolution de la réaction, sans catalyseur,
puis avec catalyseur.
On voit que le catalyseur permet le passage des réactifs aux produits par un autre
« chemin », qui nécessite une énergie plus faible que celle de la réaction plus difficile qu’on observe en son absence.
C Dunod
- La photocopie non
autorisée est
un
délit.
4.5. MÉCANISMES RÉACTIONNELS
L’étude des mécanismes de réaction permet de déterminer les processus physiques,
réels, qui se produisent au cours d’une transformation chimique.
Quand on écrit une équation bilan, il s’agit d’identifier les états initial et final de la
transformation chimique. Il arrive fréquemment que, pour passer des réactifs aux
produits, plusieurs étapes soient nécessaires. Bien entendu, ces étapes intermédiaires
n’apparaissent pas dans l’équation bilan globale. On appelle réaction élémentaire
une réaction chimique dont l’équation bilan correspond à la seule étape physique qui
se déroule. Le plus souvent, les réactions font intervenir plusieurs transformations
successives, et on parle alors de réactions complexes, nécessitant plusieurs étapes
(ou actes) élémentaires.
On appelle molécularité d’une transformation chimique la somme des coefficients
stœchiométriques des réactifs.
On admet que l’ordre d’une réaction élémentaire est égal à sa molécularité
(attention, c’est une propriété univoque, c’est-à-dire qu’elle ne fonctionne que dans un
sens). De plus les coefficients stœchiométriques sont égaux aux ordres partiels de la
réaction.
On peut en déduire que si l’ordre d’une réaction n’est pas égal à sa stœchiométrie, il ne
s’agit pas d’une réaction élémentaire, et la transformation se fait en plusieurs étapes.
4.6. CATALYSE HOMOGÈNE
On peut augmenter ou diminuer la vitesse d’une réaction en ajoutant au milieu réactionnel un composé qui n’apparaît pas dans l’équation bilan. Quand la réaction est
accélérée, le composé est appelé catalyseur. Si la réaction est ralentie, on parle
d’inhibiteur. Comme le catalyseur n’est pas dans l’équation bilan, sa concentration
n’apparaît pas dans l’expression de la loi d’action de masse (constante d’équilibre).
Par ailleurs, si le catalyseur agit au niveau d’une réaction d’équilibre, son action sera
la même dans le sens direct que dans le sens inverse. On voit que le catalyseur ne
modifie pas l’équilibre chimique, mais qu'il permet d’atteindre cet équilibre plus rapidement. Il ne peut rien modifier d’une réaction thermodynamiquement impossible.
En outre, le catalyseur se retrouve inchangé en fin de réaction. Il intervient généralement en faible quantité; il est souvent spécifique, c’est-à-dire qu’il favorisera une
réaction, quand plusieurs sont possibles : on parle de sa sélectivité.
Quand le catalyseur et le milieu réactionnel ne forment qu'une seule phase, alors la
catalyse est dite homogène. C’est par exemple le cas de la déshydratation des alcools en milieu acide : l’acide fort catalyse la réaction. Le rôle du catalyseur est
d’abaisser l’énergie d’activation de la réaction. On peut visualiser son action en traçant
le diagramme d’énergie correspondant à l’évolution de la réaction, sans catalyseur,
puis avec catalyseur.
On voit que le catalyseur permet le passage des réactifs aux produits par un autre
« chemin », qui nécessite une énergie plus faible que celle de la réaction plus difficile qu’on observe en son absence.