cours-physique-THEME-02-chap-10-cinetique

Page 1 sur 9 THEME 2 : COMPRENDRE/Lois et modèles
CHAP 10
TEMPS ET EVOLUTION CHIMIQUE : CINETIQUE ET
CATALYSE
1. RAPPELS SUR LES COUPLES OXYDANT/REDUCTEUR
1.1. Oxydant
- C’est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons
- L’espèce obtenue est un Réducteur
- Notation :
Oxydant + n.è = Réducteur
- On dit que l’oxydant se réduit
1.2. Réducteur
- C’est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons
- L’espèce obtenue est un Oxydant
- Notation :
Réducteur n= Oxydant + n.è
- On dit que le Réducteur s’oxyde
1.3. Couples Oxydant/Réducteur
- Tous les Oxydants et réducteurs sont placés dans des « couples » notés :
Oxydant/Réducteur
ou : Ox/Réd
- A chaque couple est associée une 1/2 équation d’oxydoréduction :
Ex :
Couple Cu2+(aq)/Cu(s)
1/2 équation d’oxydoréduction :
Cu2+(aq) + 2è = Cu(s)
ou :
Cu(s) = Cu2+(aq) + 2è

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1.4. Réaction d’oxydoréduction
- Elle met en jeu 2 couples d’oxydoréduction
- Il y a transfert d’électron du réducteur d’un couple à l’oxydant de l’autre couple
Ex :
Réaction entre le zinc métal et les ions cuivre
Couples Cu2+(aq)/Cu(s)
Zn2+(aq)/Zn(s)
- Première 1/2 équation :
Cu2+(aq) + 2è = Cu(s)
- 2ème 1/2 équation :
Zn(s) = Zn2+(aq) + 2è
- Equation
Cu2+(aq) + 2è = Cu(s)
Zn(s) = Zn2+(aq) + 2è
Cu2+(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn2+(aq)

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2. RAPPELS : AVANCEMENT D’UNE REACTION CHIMIQUE
Soit la réaction : aA + bB = cC + dD
aA + bB = cC + dD
Avancement
Etat initial
0
n0(A)
n0(B)
n0(C)=
0
n0(D)=
0
Etat en cours
x
n(A ) =
n0(A) -ax
n(B) =
n0(B) -bx
n(C)=
0 + cx
n(D)=
0 + dx
Etat final
xf (ou xmax)
nf(A ) =
n0(A) -axf
nfB) =
n0(B) -bxf
nf (C)=
0 + cxf
nf (D)=
0 + dxf
- L’avancement max, ou final, noté xf (ou xmax), se calcul en prenant la
+ petite valeur de x pour les réactifs
- La valeur de l’avancement détermine aussi le réactif en défaut
3. RAPPELS : TITRAGE
3.1. Principe
- C’est trouver la concentration d’une solution inconnue, à l’aide d’une solution de concentration connue
- En général la solution inconnue est placée ds un bécher, on l’appelle la solution à titrer
- La solution de de concentration connue est placée ds une burette, on l’appelle la solution titrante
- A l’aide de la burette on rajoute un certain volume ds le bécher, jusqu’à ce qu’on atteigne l’équivalence, ce
volume est appelé « volume à l’équivalence » noté VE
Solution de
concentration
inconnue
CA et de
volume donné
VA
CB
Solution de
concentration
connue
CB et de
volume Donné
VB

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- L’équivalence peut être repéré par un changement de couleur, ou en traçant une courbe, mais faut alors utiliser
un pH-mètre ou un conductimètre
- La réaction entre la solution connue et inconnue doit être rapide et totale
3.2. Equivalence
- A l’équivalence, le réactif titré et le réactif titrant ont été entièrement consommés, ils ont été introduit en
proportion stœchiométriques
- c'est-à-dire que le nb de moles des 2 réactifs = 0
- Si on a la réaction : aA + bB = cC + dD
A l’équivalence on peut écrire, sans faire de tableau :
C'est-à-dire :
3. REACTION RAPIDE ET LENTE
31. Réactions rapides
Une réaction est rapide lorsqu'elle semble achevée dès que les réactifs entrent en contact
3.2.Réactions lentes
Une réaction est lente lorsqu'elle dure de quelques secondes à plusieurs dizaines de minutes.
Remarque:
Lorsque l'évolution d'un système est possible, mais ne peut être appréciée, même après plusieurs jours, la réaction
chimique qui s'y déroule est infiniment lente. Ce système est cinétiquement inerte.
3.3. La cinétique chimique
- La durée d'évolution des systèmes chimiques est variable.
- La cinétique chimique est l'étude du déroulement des réactions chimiques au cours du temps.
- Divers paramètres agissent sur la rapidité d'évolution d'un système siège d'une réaction chimique :
ces paramètres constituent les facteurs cinétiques de la réaction.
𝐧𝑨(𝒅é𝒑𝒂𝒓𝒕 𝒅𝒂𝒏𝒔 𝒍𝒆 𝒃é𝒄𝒉𝒆𝒓)
𝒂 = 𝐧𝑩(𝒗𝒆𝒓𝒔é 𝒑𝒐𝒖𝒓 𝒂𝒗𝒐𝒊𝒓 𝒍′é𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒄𝒆) 𝒃
𝐂𝐀.𝐕𝐀
𝒂 = 𝐂𝐁.𝐕𝐁𝐄 𝒃

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3. FACTEURS CINETIQUES
Un facteur cinétique est une grandeur qui influe sur la durée d’une transformation chimique
3.1. La température
Plus la température du milieu est élevée, plus la durée de la transformation est courte.
Le contraire est vrai aussi : plus la température du milieu est basse, plus ……
3.2. La concentration initiale des réactifs
Plus la concentration initiale des réactifs est grande, plus la durée de la transformation est courte.
3.3 Etat de surface des réactifs
- L’augmentation de l’état de division d’un des réactifs diminue la durée de la transformation
ex :
Un réactif en poudre « marche mieux « qu’un réactif solide
3.4. Autres facteurs cinétiques
La synthèse chlorophyllienne, le bronzage, la synthèse de la vitamine D par l'organisme constituent des exemples
de réactions photochimiques. De telles réactions illustrent le rôle d'un autre facteur cinétique : l'éclairement du
milieu réactionnel par une radiation de longueur d'onde appropriée.
4. LES CATALYSEURS
4.1. Caractéristiques d’un catalyseur
- C’est une substance qui accélère la réaction chimique sans apparaître dans l’équation-bilan
- Lorsque le catalyseur appartient à la même phase que les réactifs, la catalyse est dite HOMOGENE. la vitesse
de la réaction chimique augmente avec la concentration du catalyseur
- Lorsque le catalyseur n’appartient pas à la même phase que les réactifs, la catalyse est dite HETEROGENE. la
vitesse de la réaction chimique augmente avec la surface du catalyseur
- Lorsque le catalyseur est une enzyme, la catalyse est dite ENZYMATIQUE.
- Il a un rôle purement cinétique, il ne peut pas modifier le sens d’évolution d’un système ni son état d’équilibre