Vitesses et mécanismes des réactions ÂÊÈË
Chaque cristal de nickel est une molécule géante.
Figure 1 7-19
,
_A la surface du cristal, les atomes de nickel ont des
l
orbitales de valence non saturées et disponibles pour
former des liaisons avec d’autres atomes (g. 17.18).
H\C_C/'H
H\C__,C/’H
HË>.—C C—/—|î H
-
H/
\H
H/
,/
_
\,
Figure 17.1 8
,
_
H
fÎ,
H
H
@@
-
.
H
°
H
|
0
,
—Ni—Ni—
—Ni—Ni—
—Ni—Ni—
H
H
_
l_
|_
|
|
|_
|_
O O @@00
O O... °°-O @
—N.'—N.'—
—N,i—N.i—
—","—".“—
—Ni—Ni—Ni—Ni—Ni—Ni—
—Ni—Ni—Ni—Ni—Ni—Ni—
'
.
‘
Réaction de l’hydrogène adsorbé avec l'éthylène
l
l
l
l
l
|
|
|
l
|
|
|
—Ni—Ni—Ni—Ni—Ni—bfi— ' " l | |
_
|
—
il existe une distance optimale entre les hydro—
Adsorption d'une molécule d'hydrogèneàla
gènes’ qui facilite l’addition sur la molécule
surface du catalyseur
.
d’éthylène. Cette distance est aussi celle entre
'
‘
.—a
deux atomes de métal.
Ces orbitales peuvent“ « accrocher» des molécules
.
,
.
.
,
.
On conçort alors :
d hydrogene qu1 s aventurent pres de la surface du_
catalyseur solide. On dit que les moléculessont adsor.
que chaque catégorie de réactions ait des catabées. Par opposition à l’absorption, qui est un phénolyseurs spéciques.
'
mène de volume, l’adsorption est un phénomène
de.surface.
’
-
Exemples :
'
‘
Si deux atomes de nickel voisins disposent cha—
__
,
.
'
.
.
,
.
,
,
,
.
.
——
hydrogenatmn exhaustive des alcenes ou alcynes
cun d une orb1tale occupee par un electron cehbata1re,
,
.
.
,
.
.
.
'
,
en alcanes, les catalyseurs employes sont le mckel
118 peuvent cooperer pour d135001er1a molecuIed hydro.
.
,
.
.
,
,.
.
d1v1se ou le platine.
gene adsorbee, comme lmd1que la gure 17.18. La
.
'
,
.
.
.
.
.
,
.
,
.
——
sem1—hydrogenat10n des alcynes en alcenes,
11a150n formee entre un atome d hydrogene et un
.
.
,
.
.
_
,
.
,
catalyseur : le pallad1um;
atome de
mckel est a caractere covalent. Il s agit d une
-
'
-
véritable liaison chimique : ce type d’adsorption est
.
qu’un catalySeur soit sélectif : lorsque plusieurs
appelé chimisorption.
,
-
évolutions sont thefmodynamiquement possibles, il
Une fois adsorbée, la molécule d’hydrogène
oriente la réaction Versl’une d’entre elles. Par exemple,
réagit avec une molécule d’éthylène (voir g. 17.19).
dans les mêmes conditions de température et de presLa réaction d’hydrogénation proprement dite
Sion, un alcool se transforme enalcène ou en aldéhyde
peut se décomposer en deux étapes :
’
.
suivant le catalyseur employé :
,
‘
2Ni+-H2
_»
2NiH
.
(l)
,
'
'
_
,
_
A\203
C2H +H 0
:,
,
2N1H+CZH4 —>
2N1+C2H6
,
(2)
,C H
“
2»
'
,
,
2
5
\
C
‘
..
.
.
,
,
.
(cu)
CH3CHO+H2
_
Des
conditions
énergét1ques et geometr1ques
.
_
f
,
.
.
,
,
,
interviennent :
.
_
,
0_ qu’un catalyseur aCcélère la réaction directe mais
'
—:
la réaction (1) a lieu si l’énergie de la liaison
__
.
aussi la réaction inverse. Un catalyseur
,
.
Ni——H vautau moins la moitié de celle de la
nation“ sera également un catalyseur de déshydro.
liaison H—-H car deux liaisons Ni—H remplacent;
_
'
génation.
'
,
;
‘
_
,
une liaison H—H;
.
Si la réaction catalysée est; réversible, le catalyseur
——
si la liaison Ni—H est trop forte,,la réaction (2)
,
permet d’atteindre plus vite l’équilibre, sans modier
.
_
.
;nepeut pas se
,
«
'
équilibre. 1
'
,