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EXPÉRIENCE 7
CINÉTIQUE CHIMIQUE
La vitesse v d'une réaction chimique est définie soit par rapport à la disparition d'un réactif, soit
par rapport à l'apparition d'un produit.
La vitesse dépend des grandeurs suivantes:
- des concentrations (des réactifs, mais parfois aussi des produits).
- de la température.
- de la présence d'un catalyseur ou d'un inhibiteur.
Elle s'exprime en unités de concentration par unité de temps, typiquement: M·s-1.
D'une manière générale, pour une réaction :
a A + b B c C + d D
Vitesse = v =
ddt
Dd
cdt
Cd
bdt
Bd
adt
Ad ][][][][ 
Le signe – pour les réactifs puisque leur concentration diminuent avec le temps.
On pose que la vitesse globale de la réaction est proportionnelle à une certaine puissance
de la concentration des réactifs, autrement dit :
v = k [A]m[B]n loi de vitesse
m et n sont appelés ordres partiels de la réaction.
m est l’ordre partiel du constituant A,
n est l’ordre partiel du constituant B,
m + n est l’ordre total de la réaction,
k est appelée constante de vitesse.
Les paramètres k, m et n sont déterminés expérimentalement.

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La constante de vitesse est indépendante des concentrations, et dépend de la température.
L’ordre n'est pas forcément un nombre entier. Il peut être fractionnaire. Ce n’est pas non plus le
coefficient stœchiométrique du réactif considéré dans l’écriture de la réaction chimique (a n’est
pas forcément égal à m).
Vous allez étudier certains des paramètres contrôlant la vitesse d’une réaction soit la
concentration des réactifs, la température et un catalyseur.
La réaction étudiée est la réaction entre l’ion persulfate ( peroxodisulfate ) et l’ion iodure.
S2O8
2- (aq) + 2 I - (aq) 2 SO4 2- (aq) + I2
(aq) réaction 1
La vitesse de la réaction peut être mesurée en suivant la disparition d'un réactif ou à l'apparition
d'un produit en fonction de temps. Dans cette expérience, on détermine la quantité de I2 formée
sans faire de prélèvement. Pour ceci, on met dans le milieu réactionnel une quantité connue de
thiosulfate S2O32- qui réduit I2 (formé par la réaction 1)
2S2O3
2- (aq) + I2 (aq) S4O6 2- (aq) + 2 I - (aq) réaction 2
En présence d’amidon l’iode donne une coloration bleu intense, ce qui facilite sa détection. Cette
coloration n’apparaîtra que lorsque tout le thiosulfate aura disparu.
Plus la réaction entre le persulfate et l’iodure sera rapide, plus vite apparaîtra la couleur bleu.
Cette réaction est très utilisée en enseignement de la cinétique chimique. Il est même probable
que vous l’ayez déjà réalisée. Nous la reprenons en laboratoire pour vous permettre, la
connaissant bien, d’être capable de bien l’adapter à votre enseignement.
En laboratoire on garde fixe la concentration de thiosulfate et on varie la concentration d’abord
du persulfate, ensuite de l’iodure. Ceci va permettre de mettre en évidence de quelle façon les
deux réactifs modifient la vitesse de la réaction.

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Détermination de la vitesse
S2O8
2- (aq) + 2 I - (aq) 2 SO4 2- (aq) + I2
(aq)
v =
dt
Bd
dt
Ad ][][ 
d[A] = d[S2O8 2-] = [S2O8 2-]
d[B] = d[I2]= = [I2]
[I2]= [I2]finale - [I2]initiale=[I2]finale puisque la concentration initiale de I2 est égale à zéro.
dt = t = t - tinitiale = t car tinitiale est égale à zéro.
Donc, v = [I2]finale = nombre de moles de I2 
t Volume de la solution en L x temps en s
Suivant la réaction 2 : nombre de moles de I2 = nombre de moles de S2O3
2-
2
nombre de moles de S2O3
2- = Volume ajoutée de S2O3 2- x [S2O3 2-] = 0.010 L x 0.010 mol/L=
10-4 mol.
Volume de la solution est constant = 55 mL =0.055 L.
Ainsi,
v = 10-4 mol
2x0.055 L x temps en s
L’unité de la vitesse est mol.L-1.s-1

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Détermination de l’ordre de la réaction
S2O8
2- (aq) + 2 I - (aq) 2 SO4 2- (aq) + I2
(aq)
v = k [S2O8
2-]m[I -]n
Cette équation peut s’écrire sous la forme suivante :
ln v = ln k + m ln [S2O8
2-] + n ln [I -]
Si on mesure la vitesse à différentes concentrations de S2O8
2- tout en gardant la concentration
de I - constante, l’équation ci-dessus devient :
ln v = m ln [S2O8
2-] + constante , avec constante = ln k + n ln [I -]
La pente de la droite de ln v en fonction ln [S2O8
2-] correspond à la valeur de m, ordre partiel
du S2O8
2- .
Si on garde la concentration de S2O8
2- constante et on fait varier la concentration de I -, l’équation
devient :
ln v = n ln [ I -] + constante, avec constante = ln k + m ln [S2O8
2-]
La pente de la droite de ln v en fonction ln [I -] correspond à la valeur de n, ordre partiel du I -.
L’ordre partiel = 1 signifie que si on augmente la concentration par un facteur de 2, la vitesse
augmente par un facteur de 2.
L’ordre partiel = 2 signifie que si on augmente la concentration par un facteur de 2, la vitesse
augmente par un facteur de 4 = (2)2.
L’ordre partiel = 0 signifie que la vitesse est indépendante de la concentration.

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Comme il s’agit d’une réaction impliquant des ions la vitesse de la réaction variera selon la force
ionique i.e. la concentration totale des ions en solution. Pour éviter une telle variation on
complète le mélange étudié par une solution de KNO3 plutôt que par de l’eau.
Vous étudierez de plus la variation de la réaction en fonction de la température ainsi que
l’influence d’un catalyseur sur la vitesse de réaction.