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CHAPITRE
Évolution temporelle
d’un système chimique
L’essentiel du cours
Pourquoi les pommes de terre nouvelles dorent-elles moins vite que les autres ? Pourquoi les
pommes de terre prennent-elles une couleur dorée d’autant plus rapidement que la température
de la cuisson est élevée ?
Contexte
L’apparition de la couleur dorée est le résultat d’une réaction chimique entre les acides aminés et
les sucres naturellement présents dans les aliments. La rapidité du brunissement dépend donc de
la vitesse de la réaction. Contrairement à beaucoup d’autres, cette réaction de dégradation des
aliments est recherchée puisqu’elle provoque un aspect et un goût appréciés.
Avant de répondre à ces interrogations, nous allons mettre en place les outils nécessaires à l’étude
d’une cinétique de réaction chimique, dans le cas d’un milieu réactionnel ne comportant qu’une
seule phase liquide ou gazeuse.
1 Vitesse des réactions chimiques
Les systèmes étudiés sont des systèmes fermés composés de N espèces A i susceptibles de réagir entre
elles au cours d’une réaction chimique à la température T . De façon formelle nous pouvons noter
cette réaction
N
i=1
ν i A i = 0 où ν i est le coefficient stœchiométrique algébrique de l’espèce A i
(ν i > 0 pour un produit, ν i < 0 pour un réactif).
Comment définir vitesse de formation d’un produit ou de disparition d’un réactif ?
Au cours d’une réaction chimique, chaque constituant actif du système voit sa quantité de matière
varier. En notant ξ (en mol) l’avancement de la réaction à l’instant t, la quantité de matière
du constituant A i s’écrit n i (t) = n i0 + ν i ξ avec n i0 sa quantité de matière initiale. Cependant cette
quantité de matière dépend de la taille du milieu réactionnel. Il est donc préférable de se ramener à
un litre de milieu réactionnel pour faciliter les comparaisons. Soit [A i ] = n i (t)/V la concentration
molaire d’un constituant A i à l’instant t ; elle s’écrit [A i ] =
n i0
V
+ ν i
ξ
V
soit [A i ] = [A i ] 0 + ν i x où
x =
ξ
V
est l’avancement volumique de la réaction à l’instant t (en mol · L
−1 ).
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
CHAPITRE
Évolution temporelle
d’un système chimique
L’essentiel du cours
Pourquoi les pommes de terre nouvelles dorent-elles moins vite que les autres ? Pourquoi les
pommes de terre prennent-elles une couleur dorée d’autant plus rapidement que la température
de la cuisson est élevée ?
Contexte
L’apparition de la couleur dorée est le résultat d’une réaction chimique entre les acides aminés et
les sucres naturellement présents dans les aliments. La rapidité du brunissement dépend donc de
la vitesse de la réaction. Contrairement à beaucoup d’autres, cette réaction de dégradation des
aliments est recherchée puisqu’elle provoque un aspect et un goût appréciés.
Avant de répondre à ces interrogations, nous allons mettre en place les outils nécessaires à l’étude
d’une cinétique de réaction chimique, dans le cas d’un milieu réactionnel ne comportant qu’une
seule phase liquide ou gazeuse.
1 Vitesse des réactions chimiques
Les systèmes étudiés sont des systèmes fermés composés de N espèces A i susceptibles de réagir entre
elles au cours d’une réaction chimique à la température T . De façon formelle nous pouvons noter
cette réaction
N
i=1
ν i A i = 0 où ν i est le coefficient stœchiométrique algébrique de l’espèce A i
(ν i > 0 pour un produit, ν i < 0 pour un réactif).
Comment définir vitesse de formation d’un produit ou de disparition d’un réactif ?
Au cours d’une réaction chimique, chaque constituant actif du système voit sa quantité de matière
varier. En notant ξ (en mol) l’avancement de la réaction à l’instant t, la quantité de matière
du constituant A i s’écrit n i (t) = n i0 + ν i ξ avec n i0 sa quantité de matière initiale. Cependant cette
quantité de matière dépend de la taille du milieu réactionnel. Il est donc préférable de se ramener à
un litre de milieu réactionnel pour faciliter les comparaisons. Soit [A i ] = n i (t)/V la concentration
molaire d’un constituant A i à l’instant t ; elle s’écrit [A i ] =
n i0
V
+ ν i
ξ
V
soit [A i ] = [A i ] 0 + ν i x où
x =
ξ
V
est l’avancement volumique de la réaction à l’instant t (en mol · L
−1 ).
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