Question : Cinétique décomposition du H2SO4

[invite85e711ae]

Bonjour !

J'étudie ces temps la décomposition du H2SO4, elle se fait en 2 équations :

H2SO4 => SO3 + H2O (réaction 1, r1)

SO3 => SO2 + 1/2 O2 (réaction 2, r2)

J'ai donc r1 et r2, je connais leur loi de cinétique.

Mais j'aimerai écrire la cinétique pour chaque composé
Je me rappelle plus comment on fait, c'était un truc de ce genre + si c'est produit et - si c'est consommé :

R pour H2SO4 = -r1
R pour SO3 = +r1 -r2

Quelqu'un peut m'aider et se rappelle ? Ca a un sens ce que je fais ? merci infiniment !
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[Resartus]

Bonjour

Les réactions que vous écrivez sont irréversibles, mais sont-elles bien de premier ordre?

Si oui, les équations différentiellesvont être dA/dt=-R1.A et dB/dt=R1.A-R2.B

Elles se résolvent facilement, en deux temps (d'abord trouver A par l'équation (1) et la condition initiale A(0)=A0, puis l'utiliser comme second membre dans l'équation (2) pour trouver B.

Si on sait que R2 est grand devant R1, on peut simplifier, en estimant qu'on sera rapidement à un régime quasistationnaire, où dB/dt est petit devant B, et alors B vaudra à peu près (R1/R2).A

[Opabinia]

Question déjà posée le 7 mai dernier.

https://forums.futura-sciences.com/c...ion-h2so4.html

[invite85e711ae]

Question déjà posée le 7 mai dernier.

https://forums.futura-sciences.com/c...ion-h2so4.html

C'est en effet moi et sur le même sujet, mais ce n'était pas du tout la même question ! Avant je parlais des vitesses de réactions, et ici je parle des vitesses de transformation pour un composé

Cela a l'air ultra compliqué Resartus, dans mes souvenirs c'était ultra simple, si j'ai les deux vitesses de réactions, qui sont en effet totales et de premier ordre, mais ensuite il me faut les vitesses de transformations pour chaque composé que je note R


Il y a donc 4 R à déterminer, dans mes souvenirs, on sommait simplement les r de manière positive si il y a un produit et négative si c'est un réactif

Cela donnerait, pour

H2SO4 => SO3 + H2O (réaction 1, r1)
SO3 => SO2 + 1/2 O2 (réaction 2, r2)


R pour H2SO4 : -r1
R pour SO3 : +r1 -r2
R pour H2O : +r1
R pour SO2 : -r2
R pour O2 : +0.5 r2

Mais je suis pas sûr, n'étais-ce pas cela ? Merci infiniment

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite85e711ae]

Il s'agit surtout du dernier avec le 0.5, je ne me souvient plus si on le met au carré ou pas... merci bcp!

[Resartus]

Bonjour,

Si les réactions sont bien du 1er ordre, cela ne peut pas être aussi simple* : la quantité de réactif initial doit forcément apparaitre dans les formules de vitesse.

Et je suis quand même surpris qu'à votre niveau d'étude vous trouviez ""ultra compliquées" ces équations…

Elles sont linéaires et du premier ordre, et la première, qui donne la disparition du A (H2SO4 chez vous), est même homogène, et elle se résoud très simplement : C'est une exponentielle** : A=A(0)exp(-R1t).
Ensuite la dérivée de A vaut -R1.A(0).exp(-R1t)
Ce terme va donner le second membre de l'équation en B (SO3 pour vous), qui est donc dB/dt+R2.B=R1.A(0)exp(-R1t).
dont la solution particulière si on suppose que B(0)=0 est B=A(0).R1/(R2-R1)*[exp(-R1t)-exp(-R2t)]

* Ne seriez-vous pas en train de confondre avec l'état d'équilibre quand il y a des réactions réversibles? Et dans ce cas, les divers R seraient des constantes d'équilibre?
**C'est exactement la même chose que pour une désintégration radioactive

[invite85e711ae]

Je me rappelle d'avoir vu ce dont vous parlez en cours Resartus dans un cours de cinétique, mais ici je crois que nous ne parlons pas de la même chose.
Je suis ingénieur et je fais de la modélisation et voici ce que j'ai retrouvé dans mon formulaire :



Est-ce une notion utilisé qu'en ingénieurie ?

[Resartus]

Bonjour,

L'équation que vous écrivez ne marche que quand une même espèce (i) peut se décomposer par plusieurs chemins différents.

La vitesse totale de disparition est bien alors la somme (pondérée par les coefficients) des vitesses de chacun des chemins possibles.

Par exemple, si A->B+C (R1) et 2A -> D+ E (R2), on aura R=R1+2R2 (sous réserve que ces réactions soient bien du premier ordre)

Cela n'est absolument pas applicable aux réaction successives que vous avez utilisées

[gts2]

Bonjour,

Pourriez-vous préciser ?

Supposons
1- A -> B + C de vitesse r1
2- B -> C + D de vitesse r2

J'aurai tendance à écrire

En quoi est-ce faux et que vaut ?

[Resartus]

Bonjour,
@gts2 : ce serait juste si les r étaient des vitesses de réaction. Mais là, depuis le début Oxbow- parle de constantes de vitesse, pour des réactions dites de premier ordre. C'est à dire que la vitesse de disparition selon un chemin particulier est proportionnelle à la concentration du réactif
d[A]/dt=-R1[A]

(dans le texte joint, on voit bien que l'unité pour les R indiqués est en moles/m^3S et pas en moles/s)

Et c'est cela qui change tout!

Et qui fait qu'on ne peut pas additionner simplement les constantes de vitesse, sauf dans le cas particulier décrit dans la pièce jointe où c'est la même concentration qui apparait dans les deux équations (cas d'un réactif qui peut se décomposer de plusieurs manières différentes)

Tu remarqueras d'ailleurs que dans mon premier message, j'ai écrit la relation dB/dt=-R2.[B] + R1[A], c'est à dire dB/dt=V1-V2 (ta formule de vitesse)

[gts2]

Cela doit être moi qui ait mal compris.
Le message #1 initial est très elliptique, mais le message #7 indique rj =vitesse de la réaction (Au vu de l'unité c'est plutôt vitesse volumique de la réaction) et R=vitesse de transformation.

Oxbow parle toujours de vitesse de réaction, il n'a jamais parlé de constantes de vitesse.

[Resartus]

Bonjour,

Dans un post précédent sur le même sujet, Oxbow- avait écrit :

"Pour un travail j'aurais besoin de cette cinétique, sous la forme par exemple v = k * [H2SO4]"

Ce qui, ajouté au fait qu'il utilise R et pas V, m'avait ( peut-être à tort) fait supposer qu'il parlait bien de constante de vitesse.

[invite85e711ae]

Vous avez les deux raisons car je m'étais trompé dans mon dernier message, je parlais bien de vitesse de réaction, excuse moi Resartus pour avoir mélanger les choses