Le principe de Bodenstein
Cette partie de la cinétique chimique joue un rôle important dans l’analyse de nombreux processus réactionnels. Elle porte le nom de P rin c ip e d e B o d e n ste in . Ce principe
s’applique très souvent dans les processus catalytiques et les réactions enzymatiques.
1. Les bases théoriques
Considérons la séquence de réactions : A
B — > C. Posons : A — > B (constante de
vitesse /:|) ; B — > C (constante de vitesse
; [A J concentration de A au temps zéro, de
sorte que : [A] -f [B] -f [C] = [A^.^] puisque toutes les espèces présentes procèdent de A.
Nous avons :
-d[A ]/d/ = ^,[A]
(1)
d[B]/dr = / : ,[ A ] - y B ]
(2)
d[C]/d/ = k^[B]
(3)
D’après (1) : [A ]= [A „ > -‘' ' . S i t »
l’intermédiaire B se décompose très vite à
mesure qu’il est formé, sa concentration est considérée comme constante et faible. Il
s’ensuit que d[B]/di = 0, ce qui entraîne l’égalité : k^[A] = /:2[B], d’où nous tirons :
[B ] =
- k ,l
(4 )
Nous constatons dans (4) que [B] est faible et tend vers zéro quand t croît. La formation
de C mesurée par
•
/
d[C]/dr = k.
. - k , t
= k^Q -kj
V 2 y
Le composé C se forme à la même vitesse que A se décompose. Ceci nous permet
d’énoncer le principe de Bodenstein sous la forme :
Si un intermédiaire est consommé très vite à mesure qu’il se forme, on peut considérer
sa concentration comme constante et faible. De ce fait, la dérivée de sa concentration
est nulle. Dans le cas étudié, cela permet de simplifier l’ensemble des calculs et de relier
directement l’apparition des produits à la disparition des réactifs.
T J
O
c
D
û
«JD
t H
O
CM
X I
ai
‘v_
>Q .
O
U
Concentrations
Ce graphe illustre ce principe et montre
l’évolution des concentrations en fonction du temps :
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