LES FACTEURS CINETIQUES

Problématique : Comment identifier les transformations lentes et rapides ? Quels paramètres interviennent dans la vitesse de transformation ? Cas particulier des transformations d’oxydoréduction.

I Transformations lentes et rapides

Une transformation est rapide si elle semble achevée dès que les réactifs sont en contact ( Voir doc.10 p.29 et act.2 ). Une transformation est lente si elle est achevée au bout de quelques secondes ou plus( Voir doc 17 p.31 et T.P. p.35 ).

L’évolution de la transformation peut-être suivi à l’œil s’il y a changement de couleur, sinon à partir d’un dispositif mesurant la quantité de réactif restant ou de produit formé. Ex : conductimétrie, manométrie, pHmétrie, ou dosage.

II Facteurs cinétiques

Ils modifient la rapidité d’une transformation. C’est le cas de la température et de la concentration des réactifs : plus ils sont élevés plus la rapidité est grande et inversement.

Une réaction chimique peut-être cinétiquement inerte si la température est trop faible ( elle est dite infiniment lente ) , mais elle peut devenir instantanée avec une hausse de température. Applications : trempe et congélation pour stopper les réactions, chauffage et étincelle pour les déclencher p.33.

III Les réactions d’oxydoréduction

1° Identification

Ce sont des réactions dans lesquelles interviennent deux couples d’oxydoréduction Ox₁/ Red₁ et Ox₂/ Red₂ avec un transfert d’électrons d’un réducteur d’un couple vers l’oxydant de l’autre :

a Ox₁ + b Red₂ = c Red₁ + d Ox₂ ( a, b, c et d sont les nombres stœchiométriques )

Le réducteur 2 cède des électrons à l’oxydant 1 qui les capte. L’oxydant se transforme alors en réducteur et le réducteur en oxydant suivant les couples : Ox₁ + ne^- = Red₁ et Red₂ = Ox₂ + n’e^-.

2° Ecriture

Identifier les réactifs, l’oxydant et le réducteur ainsi que les couples correspondants. Ecrire les 2 demi équations en appliquant la conservation de la matière ( en utilisant H₂O pour O et H⁺ pour H ). En déduire l’équation de la réaction par équilibre des électrons transférés et somme des demi équations.

Ex : Ecrire les équations de réactions entre et  ; H₂O₂ et I^- ; et SO₂ connaissant les couples d’oxydoréduction : et  ; H₂O₂/H₂O et I₂/I^- ; /Mn²⁺ et /SO₂ .

3° Application au dosage d’oxydoréduction

Un dosage d’oxydoréduction se fait par une réaction chimique entre un réactif dont on cherche la concentration et un autre dont la concentration est connue.

A l’équivalence les réactifs ont été mélangés dans les proportions stœchiométriques. L’équivalence est obtenue en versant un des réactifs dans l’autre jusqu’au changement de couleur ( pour un dosage colorimétrique ) ou au changement de pente ( pour un dosage conductimétrique ) dus au changement de réactif limitant.

A partir des volumes de réactifs utilisés à l’équivalence et des proportions stoechiométriques on calcule la concentration cherchée.

a A + b B = c C + d D , donc n_A /a = n_B /b donc Ca.Va/a = Cb.Vb_E/b