Cinétique chimique

invite069bdc2d · 09/08/2012, 17h00

Bonjour j'ai quelques soucis pour résoudre ces exercices de cinétique (en vérité, je ne comprends rien!). Je n'ai aucune idée de la marche à suivre pour les résoudre.

1) 2 NO + Cl2 -> 2 NOCL
Si on double la concentration initiale des 2 réactifs, la vitesse de la réaction est multipliée par 8. Par contre cette dernière se trouve multipliée par 2 si on double la concentration initiale du chlore uniquement.
Quel est l'ordre partiel par rapport à NO et Cl2?
Donner l'ordre global de la réaction.

2) Pour effectuer 30% d'une réaction chimique du premier ordre, il a fallu 20min à 320K. Pöur obtenir le même résultat à 340k, il n'a fallu que 5min. Déterminer la valeur de l'énergie d'activation.

Merci d'avance pour votre aide.

**nlbmoi** · 09/08/2012, 19h27

La vitesse d'une réaction chimique peut s'écrire sous la forme $\text{[math]}$ ou q est l'ordre partiel par rapport à NO, p celui par rapport à Cl₂ et k la constante de vitesse.
A partir de cette définition, tu appliques ton enonce pour trouver p et q.

Pour l'énergie d'activation, quelle(s) relation(s) connais tu ?

invite069bdc2d · 09/08/2012, 20h24

Ok merci et pour la question 1 comment appliquer cette formule? Je pense qu'un exemple chiffré m'aiderait beaucoup!

Pour la seconde question, je ne sais pas quelle formule utilisé justement

**nlbmoi** · 09/08/2012, 21h31

Je ne vais pas faire ton exo à ta place mais voici quelques pistes supplémentaires :
- si en doublant la concentration en chlore (en gardant donc NO constante) et que la vitesse v est doublée, que doit valoir p pour que ça soit valable ?
- tu me dis que tu ne sais pas quelle formule utilisée mais avec l'énergie d'activation, tu en as pas des millions, on te parle également de réaction de première ordre, sais tu ceque cela signifie ?

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invite069bdc2d · 09/08/2012, 21h54

Pour être honnête, il s'agit de questions de l'examen de juin d'un ami qui a raté et que j'essaie d'aider. Pour ma part j'ai fait ça il y a 3 ans et j'ai pu l'aider sur 8 des 10 questions de son examen de chimie générale mais sur ces 2 la, je bloque, je me souviens plus du tout de la cinétique donc je n'ai aucune idée de comment les résoudre! Je n'ai même plus les formules en tête ni la théorie. Mais je pense qu'en ayant des exemples chiffrés ça devrait revenir!

Alors si je te suis bien, p vaudrait 1? et q 2? Et cela signifie quoi sur l'ordre global?

invite069bdc2d · 10/08/2012, 20h07

Personne ne peut m'aider?

**nlbmoi** · 10/08/2012, 20h41

Pour calculer q : on te dit qu'en doublant chaque concentration, tu multiplies par 8 la vitesse, comme tu connais p tu peux trouver q.

Pour l'énergie d'activation, tu dois utiliser la loi d'Arhénius $\text{[math]}$ avec k constante de vitesse, Ea l'énergie d'activation, T température absolue et R constante des gaz parfaits. En général Ea est indépendant de T sur des plages de température peu étendues (ce qui est le cas ici) donc tu peux trouver le lien entre k et Ea. Ensuite, tu dois donc calculer k pour chaque température or tu sais que la réaction est d'ordre 1 donc tu connais la loi de vitesse et on te donne une info entre le temps et les concentrations restantes. Tu mets tout ça pour arriver au bout !

PS : ton ami peut résoudre ça avec les données

**moco** · 10/08/2012, 20h41

Voici ta question 1.
Si on double la concentration de NO, la vitesse de réaction est multipliée par 8. Comme 8 = 2³, on en tire que v = k[NO]³.
Si on double la concentration de Cl2, la vitesse de réaction est multipliée par 2. On en tire que v = k'[Cl₂]^¹.
La réaction est d'ordre 3 par rapport à NO, et de 1 par rapport à Cl₂. Et elle est d'ordre global 3+1 = 4. Tu suis ?

invite069bdc2d · 10/08/2012, 20h51

Hum pour la question 1 Moco, c'est multiplié par 8 quand on double NO et Cl2. Donc Cl2 est d'ordre 1, je suis d'accord mais NO est d'ordre 2 non? Et l'ordre global est l'addition des ordres des réactifs, donc ça serait 3?

Pour la 2, j'vais essayer de faire ça et de comprendre moi-même pour lui expliquer par la suite!

Merci en tout cas.

**moco** · 10/08/2012, 21h24

Si l'ordre par rapport à NO était d'ordre 2, la vitesse serait multipliée par 2² = 4, quand on double la concentration de NO
Si l'ordre par rapport à NO était d'ordre 3, la vitesse serait multipliée par 2³ = 8, quand on double la concentration de NO.
Si l'ordre par rapport à NO était d'ordre 4, la vitesse serait multipliée par 2⁴ = 16, quand on double la concentration de NO.
Si l'ordre par rapport à NO était d'ordre n, la vitesse serait multipliée par 2ⁿ, quand on double la concentration de NO.

invite069bdc2d · 10/08/2012, 21h33

Oui mais la vitesse est multipliée par 8 quand on double NO et Cl2!

Donc pour moi ça serait plutot v= k.[Cl2].[NO]²!

Pour la question 2, je vois pas trop comment la résoudre avec la formule que tu m'as donnée nlbmoi! Ou intervient la différence de température dans la formule?

**nlbmoi** · 10/08/2012, 22h18

Effectivement Moco,l'énoncé indique qu'en doublant les concentrations de NO et Cl2 lavitesse est multipliee par 8 donc l'ordre global est 3 donc q=2.
Pour l'adulte,tu trouves l'équation de vitesse d'une cinétique d'ordre1 (qui fait intervenir ln(c) en fonction du temps t et de la constante k de vitesse) : pour chacune des 2 temeratures,tu calcules le k (tu connais la concentration a une date t donnée). Tu connais 2 valeurs de k a 2 températures différentes donc tu peux remonter a Ea apres intégration de laloi d'Arhenius

invite069bdc2d · 10/08/2012, 23h55

D'accord merci! J'vais résoudre ça! Et le début de l'énoncé (Pour effectuer 30% de la réaction chimique), ça joue un rôle ou pas?

**nlbmoi** · 11/08/2012, 08h22

Une loi de vitesse te permet de connaître l'évolution de la concentration en fonction du temps : tu peux donc déterminer à un temps t la concentration restante donc oui la première partie de l'énoncé va te servir !!!
Il faut d'abord que tu trouves (sur internet si ta mémoire fait défaut !!) la loi de vitesse d'ordre 1.

invite069bdc2d · 12/08/2012, 18h11

Bon je me lance, la formule c'est ln(C)=ln(C0)- k.t avec C = C0-30% = 7/10 . C0 et t = 20min=1200s et t = 5min=300s hum je les introduis en minutes ou en secondes?
Donc ln ((7/10 C0) / C0) = - kt
Donc ln (7/10) = -k.t
Donc -0,356675 = -k.t
Donc k= 0,356675/t
Donc k1= 0,356675/1200 = 0,000297229 et k2 = 0,356675/300 = 0,0011889

Jusque la c'est correct? le t je dois le prendre en min, en h, en s?
k a une unité?

**nlbmoi** · 12/08/2012, 18h59

Elle peut s'écrire de façon équivalente ln(C/Co)=-k*t ; comme le ln n'a pas de dimension, tu dois avoir le produit k*t qui n'en a pas donc k a la dimension d'un temps inverse ; si tu prends t en secondes alors l'unité de k est la $\text{[math]}$ , si tu le prends en min alors $\text{[math]}$ . De toute façon, ça n'a aucune importance car dans le calcul de Ea, seul le rapport des deux k intervient.

Pour les calculs, je ne les vérifie pas mais littéralement c'est correct.

invite069bdc2d · 12/08/2012, 20h06

Donc le 7/10.C0 est correct pour le C?

Je viens de trouver cette formule sur internet: ln(k2/k1)= (Ea/R).(1/T1-1/T2), en la voyant, je me rappelle l'avoir utilisée y'a 3 ans

Donc ln (0,0011889/0,000297229)= (Ea/8,314).(1/320-1/340)
Donc 1,3863= (Ea/8,314). 0,000183824
Donc Ea= 1,3863 . 8,314 / 0,000183814
Donc Ea= 62 703,05 J/mol = 62,7 kJ/mol

**nlbmoi** · 12/08/2012, 20h33

L'ordre de grandeur trouvé est correct donc il y a des chances que le ce soit juste !

invite069bdc2d · 12/08/2012, 22h19

D'accord, un grand merci pour votre aide, je vais pouvoir expliquer ça clairement à mon ami

Cinétique chimique