CHIMIE

(*) • Pour la réaction d’équation :
2 N 2O 5 (g) = 4 NO 2 (g) + O 2 (g)
νi = (− 2) + (+ 4) + (+ 1) = + 3
i, gaz
Donc : v = + 1 dp .
3R . T
dt
• La réaction d’équation :
H 2 (g) + Br 2 (g) = 2 HBr (g)
pour laquelle νi = 0
i, gaz
ne peut pas être suivie par une méthode
manométrique.
Vitesses de réaction
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COURS
Par rapport aux méthodes chimiques, les méthodes physiques offrent de nombreux
avantages :
•Elles permettent des mesures en continu.
•Elles ne nécessitent que de faibles quantités de réactifs.
•Elles ne perturbent généralement pas le système réactionnel.
•Certaines ont une très faible inertie et permettent donc de suivre des réactions
très rapides.
•Certaines ont une très grande sensibilité et permettent donc d’étudier des
réactifs en très faibles concentrations.
Examinons quelques exemples.
7.3.1. Mesure de pression
Lorsque la réaction s’accompagne d’une variation de la quantité de matière gazeuse,
l’étude de la pression totale p du mélange gazeux, à température T et volume V
constants, permet de suivre l’évolution du mélange assimilé à un mélange idéal
de gaz parfaits : la pression totale p et la quantité totale de matière gazeuse, n gaz,
sont reliées par l’équation d’état des gaz parfaits :
p . V = n gaz . R . T
Or, à tout instant, n gaz peut être mise sous la forme :
D’où :
ngaz = Σ ni = Σ
i,gaz i,gaz
p = n gaz .
(n i (0) + ν i . x)=n gaz (0) + x . ν i
R . T
V = n R . T
gaz (0) .
V + x . ν Σ i
i, gaz
La dérivation par rapport au temps, donne, puisque T et V sont constants :
dp dx
=
dt dt .
Σ
νi i, gaz
. R . T
V
. R . T
Σ
i,gaz
V
Pour une réaction se déroulant à température et volume constants et telle
vi soit différent de 0, la dérivée temporelle de la pression totale
que
i, gaz
Le chlorure de sulfuryle se décompose en phase
gazeuse à 320 °C suivant la réaction d’équation :
SO 2Cl 2 (g) = SO 2 (g) + Cl 2 (g)
Afin d’étudier cette réaction, une certaine quantité
de chlorure de sulfuryle est introduite dans un récipient
de volume V constant, maintenu à 320 °C. On
mesure alors la pression totale p dans le récipient en
fonction du temps, ce qui conduit aux résultats suivants
:
est proportionnelle à la vitesse volumique v de réaction (*) :
dp
dt
APPLICATION 2
Décomposition du chlorure de sulfuryle
t(s)
0
p(kPa)
51,9
= ni . R . T . v (3.15)
i, gaz
100
62,8
210
72,2
250
74,6
350
80,0
380
82,6
450
85,0
1) Soit x V l’avancement volumique de la dissociation
du chlorure de sulfuryle. Exprimer la pression totale
p en fonction de x V de p 0 et de T.
2) Tracer la courbe donnant p en fonction du temps.
Déterminer graphiquement la vitesse volumique initiale
de la réaction, puis en déduire les vitesses volumique
de formation de SO 2 et de SO 2Cl 2 à cet instant.
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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