Cinétique chimique

[invitec6a67b2e]

Bonjour,

j'ai un exercice de cinétique chimique mais je ne comprend vraiment rien au cours. Pourriez vous m'expliquer un peu la cinétique chimique et la methode a suivre pour resoudre mon probleme :

Equation CH₃CHO =CH₄+CO
Elle admet un ordre
k a été mesuré entre 700K et 100K

1. donner l'ordre global de cette reaction
2. en admettant la loi d'Zrrhenius, determener l'énergie d'activation E_a et le facteur préexponentiel A correspandant

l'enoncé est accompagné d'un tableau de mesure

merci de me guider un peu (pas de me faire l'exo)
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[invite3992a954]

Bonjour,

j'ai un exercice de cinétique chimique mais je ne comprend vraiment rien au cours. Pourriez vous m'expliquer un peu la cinétique chimique et la methode a suivre pour resoudre mon probleme :



merci de me guider un peu (pas de me faire l'exo)

Bonjour,

prépa bio? ok

Bon il y a trois classes de réactions chimiques: les "classiques" çàd au cours desquelles les électrons se déplacent (sont transférés) par paires (ex. SN2), les radicalaires et les électrochimiques (pour information je suis électrochimiste), auxquelles on peut rajouter les réactions photochimiques qui se ramènent en fait soit à des réactions radicalaires (monoradicalaires ou impliquant des espèces dans un état électronique excité çàd biradicalaires; ex. d'espèce biradicalaire à l'état fondamental: O2) soit à des réactions électrochimiques (et là coup de gueule des photochimistes...).

Ici il peut s'agir d'une "classique" ou vu la température et le réactif d'une radicalaire.

1)"classique", vu qu'il n'y a qu'un seul réactif et clairement pas de signe de couplage étant donné la nature des produits (pas de produit où on trouverait les "résidus" de deux molécules de réactif), elle est bêtement en une seule étape monomoléculaire et donc d'ordre 1.

2)radicalaire, il n'y a pas 36 possibilités de mécanismes, j'en vois deux:

-premier mécanisme: CH3CHO -> CH3° + CHO°

suivi soit de:

CH3° + CHO° -> CH4 + CO (1), soit de:

CHO° -> CO + H° (2) et CH3° + H° -> CH4 (3)

Il faut, si possible, trancher entre (1) et (2)+(3). Au premier coup d'oeil, (2) est tentante car même si la liaison carbone-hydrogène est en principe très stable et H° a une énergie très élevée, CO est une molécule extrêmement stable (isoléctronique avec N2). Ce qui permet de trancher en définitive, c'est que s'il se formait H° qui, on vient de le dire a une énergie très élevée, et est donc extrêmement réactif, il se produirait inévitablement les réactions:

CH3-CHO + H° -> H2 + CH2°-CHO, suivi par exemple de:

CH2°-CHO + CH3° -> CH3-CH2-CHO et:

CH3-CHO + H° -> CH3-CO + H2, suivi de:

CH3-CO -> CH3° + CO

Sans élucubrer plus avant, le problème ne fait pas état de la formation de H2 donc on tranche en faveur de (1) et on oublie (2)+(3).

-second mécanisme, plutôt vicieux pour un débutant, une réaction radicalaire en chaîne: un peu du premier mécanisme et il se forme des radicaux. On note X°=CH3° (ou H° ou à la rigueur CHO°) et:

initiation: CH3-CHO + X° -> CH3-CO + XH puis CH3-CO -> CH3° + CO

propagation:

CH3-CHO + CH3° -> CH3-CO + CH4

CH3-CO -> CH3° + CO, le bilan est bien:

CH3CHO -> CH4 + CO et CH3° est régénéré

terminaison:

CH3° + X° -> CH3X

Il ne te reste plus qu'à déterminer si un des deux mécanismes radicalaires conduit à un ordre. Ca te fera un excellent entraînement.

Bien à toi.

[invitec6a67b2e]

Alors je te dis d'abord merci beaucoup d'avoir pris le temps d'écrire tout ca ! Ca a du être assez long.

Seulement je crois que tu ne repond pas vraiment a ma question. Tu me parle de choses que je n'ai pas encore vues.
Ce post me servira surement plus tard pour comprendre d'autres choses. Mais là tu me dis :

Il ne te reste plus qu'à déterminer si un des deux mécanismes radicalaires conduit à un ordre. Ca te fera un excellent entraînement.

Et c'est bien là mon probleme que je n'ai absolument pas compris comment faire ca.
Je suis partis sur une piste et j'essais de trouver l'ordre globale a partir des unités (le prof nous indique regarder les unités) du reste des choses connues mais je n'y arrive pas comme ca.

Pour ce qui est de l'énergie d'activation E_a et le facteur préexponentiel A alors là j'ai même pas une petite idée de comment le trouver.

Si tu (ou quelqu'un d'autre) pouvais juste m'expliquer comment m'y prendre ca me serais d'une grande aide. En général je comprend le cours en fesant des exo donc ca devrais passer comme ca.

merci

[invitec6a67b2e]

Up ! y'a t'il quelqu'un pour m'aider s'il vous plait

merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[PaulHuxe]

Sans avoir de données du type avancement d'une réaction au cours du temps, aucun moyen expérimental de trouver l'ordre.
Donc on doit se résoudre à supposer que c'est une réaction simple.
L'ordre est donc égal à 1 pour chaque réactif, et comme il n'y a qu'un seul réactif...

Un autre indice, le k qui est donné en dessous. regarde les unités.
une réaction d'ordre 1, on aurait d[A]/dt = -k[A]

et c'est là que je suis étonné, parce que en ordre 1, k serait en s-1 et pas en mol-1.s-1.L
Donc je suis perplexe...

La seconde partie est plus simple : tu as k=k°.exp(-E/RT)
Passe au logarithme. Tu as une relation linéaire entre ln(K) et 1/T. Il te reste à faire une régression sur le tableau de mesures...

[invitec6a67b2e]

Oui mais :
V = k [CH₃CHO]^a
Avec les unité : (mol.L^-1.s^-1) = (mol^-1.L.s^-1) x (mol.L^-1)^(?)
On doit trouvé a gauche et a droite la meme unité globale. Mais je ne vois vraiment pas coment.

Ensuite :

La seconde partie est plus simple : tu as k=k°.exp(-E/RT)
Passe au logarithme. Tu as une relation linéaire entre ln(K) et 1/T. Il te reste à faire une régression sur le tableau de mesures...

Comment je connais k° ?
Si je prend la formule k = Ae^-E_a/RT

En passant au logarithme on a ln k = -E_a/RT + ln A
Je fait la regression linéaire avec en abscisse 1/T et en ordonnée ln k
Je trouve :
a = -21791
b = 26.5
r = -0,9982 (c'est a 0,998 que c'est une droite il me semble non ?)
avec R = 8,314 je trouve E_a = 2621 J.mol^-1
et A = e^26.5

Est ce que c'est correct ? A l'heure actuel je serais incapable de dire si ces valeur sont absurdes ou pas. Quoique pour le A ca ùe semble démentiel !
Et pour mon ordre global comment je fais ?

[invitec6a67b2e]

En fait c'est pas ca le prof nous indique que E_a se trouve entre 180 et 200 kJ.mol^-1.

Je ne comprend donc plus rien

[invitec6a67b2e]

Autant pour moi l'erreur se trouve là :

avec R = 8,314 je trouve Ea = 2621 J.mol-1

J'ai fais a/R au lieu de axR je trouve donc bien une valeur entre 180 et 200. Mais je reste septique quant au facteur préexponentiel A.

Et je suis toujours bloqué sur l'ordre global

[PaulHuxe]

Ca ressemble à de l'ordre zéro d'après les unités, mais c'est idiot :
on ne peut connaitre les unités de k que lorsqu'on a l'ordre et pas le contraire.

Ce genre de réaction en ordre zéro, ça me laisse plus que sceptique.

Bref, je suis sec aussi

[invitec6a67b2e]

Et pour mon A = e^26,5 t'en pense quoi ? c'est aburde non ?

on ne peut connaitre les unités de k que lorsqu'on a l'ordre et pas le contraire.

Mais si c'est donné dans l'exo pourquoi pas ? un exo c'est pas l'application de ce qui se passe en labo c'est juste des situations bizarres pour faire plancher de pauvres etudiants

[invite19431173]

Si l'unité de k est donnée dans l'exo, alors tu peux connaître l'ordre !

[invitec6a67b2e]

D'accord mais comment ? Et quand bien meme je le saurais (par habitude) ca demontre rien.

[invite19431173]

C'est pourtant un classique en cinétique.

[invitec6a67b2e]

Si tu le dis je veux bien te croire. Sauf que moi pour l'instant j'ai pas de classique j'apprend juste et comme j'ai encore jamais fait ca ca me dis rien ?

Et mon A=e^26,5 t'en pense quoi ? Personne ne me repond