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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 205 — #213
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ANALYSE DES RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX
Décomposition du pentaoxyde d’azote
La réaction de décomposition du pentaoxyde d’azote en phase gazeuse,
N 2 O 5
−→
2 NO 2 +
1
2
O 2
est suivie en mesurant la concentration de pentaoxyde de diazote en fonction du temps. On
observe les variations de concentration suivantes :
Temps / min
0
10
20
30
60
90
10 2 .[N 2 O 5 ] / mol·L −1 1,24 0,92 0,68 0,50 0,20 0,08
Vérifier que la réaction est bien du premier ordre par rapport au pentaoxyde d’azote et
déterminer la constante de vitesse de la réaction.
Réponse :
À partir des valeurs du tableau, on calcule ln[N 2 O 5 ] pour les différents temps :
Temps / min
0
10
20
30
60
90
ln([N 2 O 5 ]/mol·L −1 ) −4, 39 −4, 69 −4, 99 −5, 30 −6, 21 −7, 13
Le tracé de ln[N 2 O 5 ] = f (t) est une droite, la réaction est du premier ordre en N 2 O 5 . La valeur de k est donnée par le coefficient directeur de la droite. On trouve k = 3,04.10 −2 min −1 .
Exercice résolu
Seule la constante de vitesse d’une réaction du premier ordre est indépendante de la
concentration en réactif. Les constantes de vitesse des réactions de tous les autres
ordres dépendent de la concentration en réactif.
Réaction du deuxième ordre
Cas n°1 : ordre deux avec un seul réactif intervenant dans la loi de vitesse.
La loi de vitesse est du type : −
d[R]
dt
= k[R] 2 , soit :
−
d[R]
[R] 2 = kdt.
La condition initiale est : [R] = [R] o à t = 0 ; l’intégration de cette loi conduit à l’expression :
1
[R]
−
1
[R] o
= kt.
Ici la constante de vitesse est déterminée en représentant
1
[R]
= f (t), on obtient une droite de
coefficient directeur k (figure 4.9)
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Décomposition du pentaoxyde d’azote
La réaction de décomposition du pentaoxyde d’azote en phase gazeuse,
N 2 O 5
−→
2 NO 2 +
1
2
O 2
est suivie en mesurant la concentration de pentaoxyde de diazote en fonction du temps. On
observe les variations de concentration suivantes :
Temps / min
0
10
20
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10 2 .[N 2 O 5 ] / mol·L −1 1,24 0,92 0,68 0,50 0,20 0,08
Vérifier que la réaction est bien du premier ordre par rapport au pentaoxyde d’azote et
déterminer la constante de vitesse de la réaction.
Réponse :
À partir des valeurs du tableau, on calcule ln[N 2 O 5 ] pour les différents temps :
Temps / min
0
10
20
30
60
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ln([N 2 O 5 ]/mol·L −1 ) −4, 39 −4, 69 −4, 99 −5, 30 −6, 21 −7, 13
Le tracé de ln[N 2 O 5 ] = f (t) est une droite, la réaction est du premier ordre en N 2 O 5 . La valeur de k est donnée par le coefficient directeur de la droite. On trouve k = 3,04.10 −2 min −1 .
Exercice résolu
Seule la constante de vitesse d’une réaction du premier ordre est indépendante de la
concentration en réactif. Les constantes de vitesse des réactions de tous les autres
ordres dépendent de la concentration en réactif.
Réaction du deuxième ordre
Cas n°1 : ordre deux avec un seul réactif intervenant dans la loi de vitesse.
La loi de vitesse est du type : −
d[R]
dt
= k[R] 2 , soit :
−
d[R]
[R] 2 = kdt.
La condition initiale est : [R] = [R] o à t = 0 ; l’intégration de cette loi conduit à l’expression :
1
[R]
−
1
[R] o
= kt.
Ici la constante de vitesse est déterminée en représentant
1
[R]
= f (t), on obtient une droite de
coefficient directeur k (figure 4.9)
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