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19 • Cinétique chimique – Radioactivité – Mécanismes réactionnels
de la réaction. Cette expression serait-elle la même si on écrivait l’équation
stœchiométrique de telle sorte que le nombre stœchiométrique de la réaction
ne soit pas fractionnaire ?
d) Peut-on déduire de ces données la valeur de la vitesse initiale de la
réaction ?
Solution
L’équation stœchiométrique permet de faire le bilan des quantités et des concentrations de
chaque espèce présente à chaque instant en utilisant l’avancement de réaction ␰ et l’avancement
volumique de réaction x = ␰/V.
L’équation stœchiométrique de la réaction s’écrit :
N 2 O 5 (g) ϭ NO 2 (g) ϩ 1/2 O 2 (g)
a) Le calcul de la concentration moyenne de N 2 O 5 s’obtient en faisant la moyenne de deux
valeurs instantanées proches de la concentration :
moy (N 2 O 5 ) ϭ [c 1 (N 2 O 5 ) ϩ c 2 (N 2 O 5 )]/ 2
Le calcul de la vitesse moyenne de consommation de N 2 O 5 se fait selon la relation :
moy (N 2 O 5 ) ϭ [c 1 (N 2 O 5 ) – c 2 (N 2 O 5 )]/ (t 1 – t 2 )
Ainsi entre 10 et 20 min, c moy (N 2 O 5 ) ϭ 1/2(0,92 ϩ 0,68) 10 –2 mol/L ϭ 0,8 10 –2 mol/L
et moy N 2 O 5 ) ϭ (0,92 – 0,68) 10 –2 mol/L /( 20 – 10)min ϭ 2,4 10 –4 mol.L –1 .min –1
On peut alors constituer les tableaux des résultats suivants.
On observe que la vitesse moyenne de consommation de N 2 O 5 diminue lorsque le temps
avance comme la concentration moyenne de N 2 O 5 .
On peut observer que le rapport de la vitesse moyenne à la concentration moyenne reste
pratiquement constant dans la période observée.
b) Entre 30 et 40 min par exemple, nous avons déjà calculé
– moy (N 2 O 5 ) ϭ 1,4 10 –4 mol.L –1 min –1
N 2 O 5
ϭ
2 NO 2
ϩ
1/2 O 2
t 0
n 0
0
0
t
n 0 – ␰
2 ␰
␰ /2
c
c 0 – x
2x
x/2
t/min
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
10 2 c(N 2 O 5 )/mol.L –1
1,24
0,92
0,68
0,50
0,36
0,26
0,20
10 2 moy (N 2 O 5 )/mol.L –1
1,08
0,80
0,59
0,43
0,31
0,23
– 10 4 moy (N 2 O 5 )/mol.L –1 min –1
3,20
2,40
1,80
1,40
1,00
0,60
c
r
r
c
r
r