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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
1.2. LES PRINCIPES DE BASE DE LA CINÉTIQUE CHIMIQUE
1.2.1. Vitesse de réaction et équation de vitesse
La vitesse d'une réaction chimique est une mesure de la rapidité avec laquelle la
concentration des réactifs et des produits change au cours du temps. La vitesse de
la réaction peut être définie à partir de la disparition des réactifs ou à partir de
l'apparition du produit. Si la concentration d'un réactif, représentée par [] A , varie
d'une quantité ∆[] A pendant l'intervalle de temps D t, la vitesse est donnée par
vA
t
=−∆∆ []
. En d'autres termes, la vitesse est la variation par unité de temps
de la concentration de l'une des substances initiales ou finales.
Si la variation est considérée sur un temps infiniment court, nous obtenons la
vitesse instantanée de la réaction :
v
a
dA
dt
p
dP
dt
=−
=
11 []
[]
[1.1]
où a et p représentent les coefficients stœchiométriques de la réaction limitant la
vitesse. Les deux variations de la concentration définissent la vitesse de la réaction v, qui peut indifféremment être définie en termes d'apparition des produits ou
de disparition des réactifs puisque chaque molécule de A consommée est convertie
en une molécule P. Si la réaction implique plusieurs substrats ou plusieurs produits,
la vitesse de la réaction peut être définie vis-à-vis de chacun de ceux-ci.
L'objectif d'une étude cinétique est de mesurer la vitesse de la réaction considérée,
et, pour cela, il est nécessaire de disposer d'une méthode qui permette de suivre
l'évolution de la concentration au cours du temps d'au moins un des réactifs ou des
produits. Ces problèmes pratiques seront discutés dans le chapitre 4. Malheureusement, la mesure de la vitesse dans un seul ensemble de conditions expérimentales
n'est pas suffisante pour déterminer le mécanisme d'une réaction. Pour mieux
comprendre les mécanismes réactionnels, il est nécessaire d'établir les équations de
vitesse de la réaction, c'est-à-dire d'établir des équations qui rendent compte de la
dépendance de la vitesse vis-à-vis de la concentration des réactifs, [] A , et des
produits, [] P ou vis-à-vis de certains paramètres extérieurs comme la température, T, la pression, p, ou le pH.
vf AP T p p H
= [] []
,
,,,
K
[1.2]
La condition nécessaire pour qu'une réaction chimique se produise entre les réactifs
est que ces particules entrent en contact, c'est-à-dire qu'elles se rapprochent
suffisamment les unes des autres pour que la réaction puisse se dérouler. On
conçoit aisément que la vitesse d'une réaction soit proportionnelle au nombre de
collisions entre ces particules. Puisque le nombre de collisions est d'autant plus
élevé que la concentration des réactifs est élevée, la vitesse de la réaction est
proportionnelle au produit des concentrations des réactifs. Ces considérations sont
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
1.2. LES PRINCIPES DE BASE DE LA CINÉTIQUE CHIMIQUE
1.2.1. Vitesse de réaction et équation de vitesse
La vitesse d'une réaction chimique est une mesure de la rapidité avec laquelle la
concentration des réactifs et des produits change au cours du temps. La vitesse de
la réaction peut être définie à partir de la disparition des réactifs ou à partir de
l'apparition du produit. Si la concentration d'un réactif, représentée par [] A , varie
d'une quantité ∆[] A pendant l'intervalle de temps D t, la vitesse est donnée par
vA
t
=−∆∆ []
. En d'autres termes, la vitesse est la variation par unité de temps
de la concentration de l'une des substances initiales ou finales.
Si la variation est considérée sur un temps infiniment court, nous obtenons la
vitesse instantanée de la réaction :
v
a
dA
dt
p
dP
dt
=−
=
11 []
[]
[1.1]
où a et p représentent les coefficients stœchiométriques de la réaction limitant la
vitesse. Les deux variations de la concentration définissent la vitesse de la réaction v, qui peut indifféremment être définie en termes d'apparition des produits ou
de disparition des réactifs puisque chaque molécule de A consommée est convertie
en une molécule P. Si la réaction implique plusieurs substrats ou plusieurs produits,
la vitesse de la réaction peut être définie vis-à-vis de chacun de ceux-ci.
L'objectif d'une étude cinétique est de mesurer la vitesse de la réaction considérée,
et, pour cela, il est nécessaire de disposer d'une méthode qui permette de suivre
l'évolution de la concentration au cours du temps d'au moins un des réactifs ou des
produits. Ces problèmes pratiques seront discutés dans le chapitre 4. Malheureusement, la mesure de la vitesse dans un seul ensemble de conditions expérimentales
n'est pas suffisante pour déterminer le mécanisme d'une réaction. Pour mieux
comprendre les mécanismes réactionnels, il est nécessaire d'établir les équations de
vitesse de la réaction, c'est-à-dire d'établir des équations qui rendent compte de la
dépendance de la vitesse vis-à-vis de la concentration des réactifs, [] A , et des
produits, [] P ou vis-à-vis de certains paramètres extérieurs comme la température, T, la pression, p, ou le pH.
vf AP T p p H
= [] []
,
,,,
K
[1.2]
La condition nécessaire pour qu'une réaction chimique se produise entre les réactifs
est que ces particules entrent en contact, c'est-à-dire qu'elles se rapprochent
suffisamment les unes des autres pour que la réaction puisse se dérouler. On
conçoit aisément que la vitesse d'une réaction soit proportionnelle au nombre de
collisions entre ces particules. Puisque le nombre de collisions est d'autant plus
élevé que la concentration des réactifs est élevée, la vitesse de la réaction est
proportionnelle au produit des concentrations des réactifs. Ces considérations sont