Cinétique chimique

Pour déterminer l'ordre graphiquement, on regarde quelle fonction du temps donne une droite :

1. Si $[A] = f(t)$ est une droite décroissante, l'ordre est 0.
2. Si $\ln[A] = f(t)$ est une droite décroissante, l'ordre est 1.
3. Si $1/[A] = f(t)$ est une droite croissante, l'ordre est 2.

💡 À retenir : L'ordre est lié à la linéarité de la représentation graphique des équations intégrées.

La trempe chimique sert à "figer" la composition du système à un instant $t$ précis.

1. On refroidit brutalement le mélange (glace) ou on le dilue fortement.
2. Cela bloque les chocs efficaces entre molécules, donc la réaction s'arrête.
3. On peut ensuite doser tranquillement un réactif ou un produit pour connaître l'avancement à cet instant précis.

💡 À retenir : La trempe arrête la réaction pour permettre une analyse chimique précise.

Pour calculer $v(0)$ :

1. Trace la tangente à la courbe $x = f(t)$ à l'origine ($t=0$).
2. Choisis deux points sur cette tangente : $(t_1, x_1)$ et $(t_2, x_2)$.
3. Calcule la pente : $p = \frac{x_2 - x_1}{t_2 - t_1}$.
4. Divise par le volume total $V$ de la solution : $v = \frac{1}{V} \cdot p$.

💡 À retenir : La vitesse est maximale à $t=0$ car les concentrations des réactifs sont maximales.

Non, absolument pas.

1. Un catalyseur accélère la vitesse pour atteindre l'équilibre plus vite.
2. Il ne modifie pas la constante d'équilibre $K$ ni le taux d'avancement final $\tau$.
3. Il n'apparaît pas dans l'équation bilan globale car il est consommé puis régénéré.

💡 À retenir : Le catalyseur agit sur la cinétique (vitesse), pas sur la thermodynamique (équilibre).

La vitesse diminue car les réactifs sont consommés.

1. La concentration des réactifs baisse au fur et à mesure.
2. Il y a donc moins de chocs entre les molécules.
3. Le nombre de chocs efficaces par unité de temps diminue, ce qui ralentit la réaction.

💡 À retenir : La concentration est un facteur cinétique ; si elle baisse, la vitesse baisse.

L'unité de $k$ dépend de l'ordre global $n$ :

1. Ordre 0 : $mol.L^{-1}.s^{-1}$
2. Ordre 1 : $s^{-1}$
3. Ordre 2 : $L.mol^{-1}.s^{-1}$

💡 À retenir : Pour l'ordre 2, $k$ s'exprime en $M^{-1}.s^{-1}$ (ou $L.mol^{-1}.s^{-1}$).

L'énergie d'activation $E_a$ est la "barrière" à franchir.

1. Si $E_a$ est élevée, peu de molécules ont assez d'énergie pour réagir : la réaction est lente.
2. Si $E_a$ est faible, beaucoup de molécules franchissent la barrière : la réaction est rapide.
3. Un catalyseur fonctionne justement en proposant un chemin avec une $E_a$ plus basse.

💡 À retenir : Plus $E_a$ est petite, plus la réaction est rapide.

Cela dépend de l'ordre :

1. Ordre 0 : Oui, $t_{1/2}$ est proportionnel à $[A]_0$.
2. Ordre 1 : Non, $t_{1/2}$ est indépendant de $[A]_0$ (très important !).
3. Ordre 2 : Oui, $t_{1/2}$ est inversement proportionnel à $[A]_0$.

💡 À retenir : Pour l'ordre 1, $t_{1/2}$ reste constant même si on change la quantité de départ.

C'est l'étape la plus lente d'une suite de réactions élémentaires.

1. Imagine un entonnoir : le débit total dépend du col le plus étroit.
2. La vitesse globale de la réaction est égale à la vitesse de cette étape limitante.

💡 À retenir : L'étape limitante dicte la loi de vitesse de la réaction globale.

En règle générale (empirique), pour beaucoup de réactions organiques :

1. Une augmentation de 10°C double environ la constante de vitesse $k$.
2. Cela est dû à l'augmentation du nombre de molécules ayant une énergie supérieure à $E_a$.

💡 À retenir : La température est l'un des facteurs cinétiques les plus puissants.

Non, pas en général.

1. L'ordre est une grandeur expérimentale.
2. Les coefficients stœchiométriques ne correspondent aux ordres que si la réaction est "élémentaire" (se fait en une seule étape).

💡 À retenir : L'ordre se trouve par l'expérience, pas par l'équation chimique.

1. Vitesse moyenne : Calculée sur un intervalle de temps $\Delta t$ ($v_{moy} = \frac{1}{V} \frac{\Delta x}{\Delta t}$).
2. Vitesse instantanée : C'est la limite quand $\Delta t \to 0$, soit la dérivée $\frac{dx}{dt}$ à un instant précis.

💡 À retenir : À l'examen, on demande presque toujours la vitesse instantanée (tangente).