Fiche 34 • Réactions compétitives
79
3. EN PRATIQUE…
La réaction de chloration du toluène conduit à la formation de deux isomères : l’ortho-chlorotoluène et le para-chlorotoluène. L’ordre partiel de chaque réactif est égal à 1.
On mélange initialement 1 mol.L –1 de toluène avec 2 mol.L –1 de dichlore. Après de 5 minutes
de réaction, 0,5 mol.L –1 de toluène a réagi. Au bout d’un temps infini, on obtient 62%
d’ortho-chlorotoluène et 38% de para-chlorotoluène. On se propose de déterminer les valeurs
des deux constantes de vitesse k 1 et k 2 .
Les deux réactions compétitives peuvent se représenter par le schéma suivant :
Écrivons la loi de vitesse par rapport à la disparition de A :
Les vitesses de formation de C et D sont respectivement :
et
Ainsi,
À partir des expressions précédentes, on peut montrer que le rapport entre les concentrations de B et de C, ne dépend pas du temps.
C
[ ] t
( )
k 2 A
[ ] 0
k 1 k 2
+
---------------- - 1 e
− k 1 +k 2
(
) t
(
)
–
(
)
=
B
[ ] t
( )
C
[ ] t
( )
--------------k 1
k 2
---- -
=
A
B
k 1
k 2
CH 3
+ Cl 2
C
CH 3
Cl
E
+ HCl
D
CH 3
E
+ HCl
Cl
A B
+
k 1 C E
+ réaction 1
A B
+
k 2 D E
+ réaction 2
⎩
⎨
⎧
v
d A
[ ]
dt
----------- -
–
k 1 A
[ ] B
[ ] k 2 A
[ ] B
[ ]
+
=
=
d C
[ ]
dt
----------- -
k 1 A
[ ] B
[ ]
=
d D
[ ]
dt
----------- -
k 2 A
[ ] B
[ ]
=
C
[ ]
D
[ ]
-------- -
k 1
k 2
---- -
=
9782100562862-Verchier.fm Page 79 Jeudi, 17. mars 2011 12:11 12