714 Chapitre 27
Évolution temporelle d’un système chimique
de la réaction.
Pour la réaction α A + β B
γ C, les conditions stœchiométriques imposent
[B] 0
β
=
[A] 0
α
= a :
α A
+
β B
γ C
à l’état initial
αa
βa
0
à t quelconque
αa − αx
βa − βx
γx
= α(a − x)
=β(a − x)
On considère la réaction α A + β B
γ C admettant la loi de vitesse v = k[A]
p [B]
q .
• Établir la relation entre [A] et [B] dans le cas d’un mélange stœchiométrique :
[B]
β
=
[A]
α
• Simplifier la loi de vitesse en faisant apparaître l’ordre global de la réaction r = p + q :
v = k[A]
p
β
α
[A]
q
= k app [A]
r
où k app = k
β
q
α q
Méthode 27.1 : Utiliser un mélange stœchiométrique
Reprenons notre réaction et établissons un tableau d’avancement dans le cas d’un mélange stœchiométrique en notant [CH 3 CO 2 C 2 H 5 ] 0 = [OH
– ] 0 = a et x l’avancement volumique.
CH 3 CO 2 C 2 H 5 + OH
–
CH 3 CO
–
2
+ C 2 H 5 OH
à l’état initial
a
a
0
0
à t quelconque
a − x
a − x
x
x
La loi de vitesse se simplifie alors en v = k[CH 3 CO 2 C 2 H 5 ]
p [OH
– ]
q = k[OH
– ]
p+q .
En suivant l’évolution temporelle de [OH
– ], l’étude cinétique permettra alors de déterminer l’ordre
global r = p + q de la réaction de saponification.
Comment suivre la concentration d’une espèce lors d’une réaction ?
Première méthode : à intervalles de temps réguliers, un échantillon du milieu réactionnel est
prélevé, dans lequel on stoppe la réaction (en faisant chuter sa vitesse) pour réaliser le dosage d’une
espèce impliquée. La chute de la vitesse est réalisée en jouant sur les facteurs cinétiques (en diluant
l’échantillon ou en réduisant subitement la température).
Cette méthode, longue et destructive, nécessite une grande quantité de mélange réactionnel.
Seconde méthode : une grandeur physique directement liée à la concentration que l’on cherche
à suivre est mesurée in situ. La nature de cette grandeur dépend du type de l’espèce suivie.
espèce suivie
ionique
colorée
acido-basique
grandeur mesurée
conductivité
absorbance
pH
méthode physique conductimétrie spectrophotométrie
pH-métrie
Cette méthode est à privilégier lorsqu’elle est possible.
Dans le cas de notre expérience, la réaction de saponification met en jeu des ions. Nous avons donc
réalisé un suivi cinétique par conductimétrie.
partagelivrescpge.blogspot.com
Évolution temporelle d’un système chimique
de la réaction.
Pour la réaction α A + β B
γ C, les conditions stœchiométriques imposent
[B] 0
β
=
[A] 0
α
= a :
α A
+
β B
γ C
à l’état initial
αa
βa
0
à t quelconque
αa − αx
βa − βx
γx
= α(a − x)
=β(a − x)
On considère la réaction α A + β B
γ C admettant la loi de vitesse v = k[A]
p [B]
q .
• Établir la relation entre [A] et [B] dans le cas d’un mélange stœchiométrique :
[B]
β
=
[A]
α
• Simplifier la loi de vitesse en faisant apparaître l’ordre global de la réaction r = p + q :
v = k[A]
p
β
α
[A]
q
= k app [A]
r
où k app = k
β
q
α q
Méthode 27.1 : Utiliser un mélange stœchiométrique
Reprenons notre réaction et établissons un tableau d’avancement dans le cas d’un mélange stœchiométrique en notant [CH 3 CO 2 C 2 H 5 ] 0 = [OH
– ] 0 = a et x l’avancement volumique.
CH 3 CO 2 C 2 H 5 + OH
–
CH 3 CO
–
2
+ C 2 H 5 OH
à l’état initial
a
a
0
0
à t quelconque
a − x
a − x
x
x
La loi de vitesse se simplifie alors en v = k[CH 3 CO 2 C 2 H 5 ]
p [OH
– ]
q = k[OH
– ]
p+q .
En suivant l’évolution temporelle de [OH
– ], l’étude cinétique permettra alors de déterminer l’ordre
global r = p + q de la réaction de saponification.
Comment suivre la concentration d’une espèce lors d’une réaction ?
Première méthode : à intervalles de temps réguliers, un échantillon du milieu réactionnel est
prélevé, dans lequel on stoppe la réaction (en faisant chuter sa vitesse) pour réaliser le dosage d’une
espèce impliquée. La chute de la vitesse est réalisée en jouant sur les facteurs cinétiques (en diluant
l’échantillon ou en réduisant subitement la température).
Cette méthode, longue et destructive, nécessite une grande quantité de mélange réactionnel.
Seconde méthode : une grandeur physique directement liée à la concentration que l’on cherche
à suivre est mesurée in situ. La nature de cette grandeur dépend du type de l’espèce suivie.
espèce suivie
ionique
colorée
acido-basique
grandeur mesurée
conductivité
absorbance
pH
méthode physique conductimétrie spectrophotométrie
pH-métrie
Cette méthode est à privilégier lorsqu’elle est possible.
Dans le cas de notre expérience, la réaction de saponification met en jeu des ions. Nous avons donc
réalisé un suivi cinétique par conductimétrie.
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