: Résumé de cours
Suivi par titrage (méthode chimique) : on prélève un volume V0 à des instants ti, on bloque la réaction (trempe : eau glacée), puis on dose l'espèce formée. Suivi discontinu.
- Équation : H2O2 + 2 I− + 2 H3O+ → I2 + 4 H2O
- Avancement (tableau d'avancement) : n(I2)t = x ⇒ x = [I2]t · VT — de façon générale x = n(produit)t / coefficient
- Dosage : I2 + 2 S2O32− → 2 I− + S4O62− ; à l'équivalence [I2]t = CVE2V0
x = [I2]t · VTtoujours valablex = CVEVT2V0
À l'instant t₂ > t₁ le mélange est plus brun (plus de I₂ formé) : il faut verser un volume plus grand de thiosulfate pour atteindre l'équivalence (V_E2 > V_E1), donc x₂ > x₁.
Suivi par la pression : si la transformation produit un gaz dans un récipient fermé, la pression augmente puis se stabilise à Pmax. Avec P(gaz) = P − P0 et l'équation d'état des gaz parfaits P·V = n·R·T.
- Équation : Mg(s) + 2 H3O+ → Mg2+ + H2(g) + 2 H2O
- Avancement : n(H2) = x et (P − P0)·V = x·R·T ⇒ x = (P − P0)·VR·T ; en fin de réaction xmax = (Pmax − P0)·VR·T
x = (P − P0)·VR·Tx = xmax · P − P0Pmax − P0toujours valable
Le gaz formé s'accumule dans la bouteille fermée : la pression augmente, puis se stabilise quand le réactif limitant a disparu.
Suivi par la conductivité : si l'équation fait intervenir des ions, σ = Σ λi[Xi] varie au cours du temps. Suivi continu et non destructif.
- Équation : (CH3)3C–Cl + 2 H2O → (CH3)3C–OH + H3O+ + Cl−
- Avancement : n(H3O+) = n(Cl−) = x ⇒ [H3O+] = [Cl−] = xVT ⇒ σ = (λH3O+ + λCl−)·xVT ; en fin de réaction σmax = (λ1 + λ2)·xmaxVT
σ = (λ1 + λ2) xVTx = σσmax · xmaxtoujours valable
Chaque molécule qui réagit libère deux ions : la conductivité σ croît proportionnellement à l'avancement x.
Vitesse volumique de réaction : quotient par le volume V du mélange de la dérivée de l'avancement par rapport au temps ; on la détermine par le coefficient directeur de la tangente à la courbe x = f(t).v = 1V · dxdt[v] = n·L−3·T−1
La tangente s'aplatit au cours du temps : la vitesse est maximale à t = 0, puis elle diminue et s'annule au palier.
Temps de demi-réaction t1/2 : durée au bout de laquelle l'avancement atteint la moitié de sa valeur finale (la moitié du réactif limitant a disparu si la transformation est totale).t = t1/2 ⟺ x = xf2
On repère x_f/2 sur l'axe des ordonnées, on rejoint la courbe, puis on lit l'abscisse : c'est t_1/2.
Facteurs cinétiques : une élévation de la température ou une augmentation des concentrations initiales augmente la fréquence des chocs efficaces : la vitesse augmente et t1/2 diminue — mais l'avancement final xf ne change pas.
À température plus élevée la courbe monte plus vite : t_1/2 est plus petit, alors que le palier x_f reste le même.