Chapitre 4 Tspé cinétique chimique Terminale Spé

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IV)

Exercices

Exercices

II)

Exercices

Temps de demi-réaction

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Facteurs cinétiques

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Loi de vitesse

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I) Phénomènes rapides et lents

Une réaction chimique est considérée lente si elle peut-être suivie à l'oeil nu ou à l'aide de capteurs courants (mesure d'absorbance, conductivité, pH-métrie...)

La vitesse d'une réaction est aussi appelée cinétique de la réaction

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II) Vitesse volumique et temps de demi-réaction

1) Vitesse volumique d'apparition et de disparition

Dans le cas de la réaction suivante:

R P

La vitesse volumique d'appartition de P est la variation de la concentration de P en fonction du temps.

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La vitesse volumique de disparition de R est la variation de la concentration de R en fonction du temps.

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va est le coeff directeur de cette droite à t=0 s

En bleu: concentration [P] En rouge: Concentration [R]

La vitesse volumique d'apparition étant une dérivée, elle est donc le coefficient directeur de la tangente à la courbe en un point.

D'après la courbe, comment évolue la vitesse volumique au cours de la réaction ?

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Vitesse volumique et avancement de réaction.

Les ions iodures I- réagissent avec les ions peroxodisulfate S2O82- pour donner du diiode I2 On donne:

Exprimer la vitesse de disparition de I- en fonction de l'avancement x

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Exprimer la vitesse d'apparition de I2 en fonction de l'avancement x

2) Temps de demi-réaction

Le temps de demi-réaction t1/2 est la durée au bout de laquelle l'avancement x a atteint la moitié de sa valeur finale

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exercices

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III) Facteurs cinétiques

La vitesse d'une réaction peut-être influencée par plusieurs facteurs appelés facteurs cinétiques

1) La température

2) La concentration des réactifs

Eau oxygénée de concentration 10 volumes

Eau oxygénée de concentration 5 volumes

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3) La présence d'un catalyseur

Un catalySeur est une espèce qui augmente la vitesse d'une réaction. Ajouté en petite quantité, le catalyseur est consommé puis régénéré en fin de réaction. Sa quantité de matière et sa concentration sont identiques en début et fin de réaction.

Exemple: réaction des ions iodures avec les ions peroxodisulfate catalysé par les ions fer(II)

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I- + S2O82- I2 + 2SO42-

Fe2+

Activité: Action du catalyseur

Cette réaction se produit en 2 étapes: -L'eau oxygénée réagit avec les ions Fe2+ -Les ions Fe3+ formés réagissent avec l'eau oxygénée

Ecrire ces 2 étapes puis faire le bilan de la réaction

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Catalyse homogène et catalyse hétérogène On appelle catalyse homogène une catalyse dans laquelle le catalyseur est dans la même phase que les réactifs (si les réactifs sont dissouts, le catalyseur l'est également) Une catalyse est hétérogène si le catalyseur n'est pas dans la même phase que les réactifs.

Exemple des pots catalytiques

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Catalyse enzymatique: En biologie, de nombreuses transformations chimiques sont catalysées par des enzymes. Ce processus est appelé catalyse enzymatique.

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exercices

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IV) Loi de vitesse d'ordre 1

Définition: Une espèce suit une loi de vitesse d'ordre 1 si sa vitesse d'apparition ou de disparition est proportionnelle à sa concentration

Dans le cas de la réaction: A B

Le réactif A suit une loi d'ordre 1 si sa concentration suit la loi de vitesse:

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Suite

Données Regressi

Conséquences dans le cas d'un réactif: 1) vd([A]) est une droite affine (loi de vitesse) 2) [A](t) est une fonction exponentielle décroissante 3) ln([A](t)) est une droite affine

Démonstration

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exercices

Données Regressi

Conséquences dans le cas d'un produit: 3) va([B]) est une droite affine (loi de vitesse) 4) [B](t) est une fonction exponentielle croissante

Démonstration ?

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exercices

Loi de vitesse

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Activité expérimentale 1

Dans la nature, toutes les transformations ne sont pas instantanées, certaines ont une cinétique (vitesse de réaction) lente.

Mise en évidence :

Facteurs cinétiques:

Suivi cinétique:

doc

Activité expérimentale 1

Dans la nature, toutes les transformations ne sont pas instantanées, certaines ont une cinétique (vitesse) lente.

Mise en évidence :

Facteurs cinétiques:

Suivi cinétique:

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Questions

Expérience 1 - Dans un tube à essais, introduire environ 2 mL de solution de chlorure de fer(III) FeCl3​ + 1 mL de HCl - Introduire ensuite environ 2 mL de solution de thiosulfate de sodium (2Na+ + S2O32-)

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2Fe3++2S2​O32−​→ 2Fe(S2​O3)+

Réaction rapide

​2Fe(S2​O3)+ → 2Fe2++S4​O62−​

Réaction lente

Expérience 2

Préparer 3 tubes à essais:

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2Fe3++2S2​O32−​→ 2Fe(S2​O3)+

​2Fe(S2​O3)+ → 2Fe2++S4​O62−​

Dans chaque tube, ajouter en même temps 2 mL de solution de thiosulfate de sodium de concentration 0,1 mol/L

Expérience 3

Préparer 2 tubes à essais:

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2Fe3++2S2​O32−​→ 2Fe(S2​O3)+

​2Fe(S2​O3)+ → 2Fe2++S4​O62−​

Etape 3: Relever les mesures et remplir le tableau.

Etape 1: Préparer le spectrophotomètre - Réglage de la longueur d'onde - réglage du zéro

Etape 2: Lancement de la cinétique - Dans un bécher A, introduire précisément 10,0 mL de la solution d'iodure de potassium fr concentration 0,5 mol/L. - Dans le bécher B, introduire précisément 10 mL de la solution de peroxodisulfate de concentration 0,005 mol/L - Lisez attentivement cette étape entièrement avant de lancer la manipulation: Verser rapidement le contenu du bécher B dans le bécher A, déclencher immédiatement un chronomètre. Agiter. Remplir RAPIDEMENT une cuve et l'introduire dans le spectrophotomètre.

Expérience 3

Dans un tube à essais, introduire 2 mL d'eau oxygénée concentrée. Ajouter quelques gouttes de solution de FeCl3 de concentration 1 mol/L

Dans un tube à essais, introduire 2 mL d'eau oxygénée concentrée. Ajouter un morceau de pomme de Terre ou un morceau de platine.