Calcul temps demi réaction

[leroisinge]

Bonjour,

Il y a quelque chose qui me chiffonne avec cet exercice et son corrigé.

Pour calculer un temps de demi réaction, pour une réaction d'ordre un à un réactif, la formule est t 1/2 = ln 2 / ak.

Dans un cas comme dans mon exercice, où on a deux réactif, avec B en grand excès, la constante de vitesse apparente k' vaut K * [B]0.

Pourquoi, le corrigé de mon exercice a calculé le temps de demi réaction avec k' ? La formule indique que cela se fait avec k, il n'est pas dit dans mon cours qu'on peut utiliser k' "à la place".
Je voudrais également savoir comment on a pu déterminer a dans mon exercice.

Merci beaucoup de votre attention

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[Kemiste]

Bonjour.

Ici comme on a mit un excès d'un des réactifs, on a une dégénérescence de l'ordre. C'est comme si la réaction était d'ordre 1 (alors que sans excès d'un des réactif ça ne serait peut-être pas le cas) avec une nouvelle constante de réaction qui vaut k*[B]₀. Que la constante s'appelle k, k', K... ça ne change rien, le principe reste le même. Il faut bien comprendre le sens des formules que tu utilises. Ce n'est pas utiliser une constante à la place d'une autre mais utiliser la constante qui correspond à une réaction d'ordre 1. Ici c'est k'.

[leroisinge]

Ici comme on a mit un excès d'un des réactifs, on a une dégénérescence de l'ordre

Ca me rassure, c'est ce que j'avais cru comprendre. Je suis sur la bonne voie.

Que la constante s'appelle k, k', K... ça ne change rien, le principe reste le même.

Mais alors, je ne comprends pas pourquoi on a utilisé la formule k' vaut k * [B]0. Pourriez vous m'expliquer s'il vous plait ?
Pouruqoi ne pas avoir fait le calcul juste avec k ?

[Kemiste]

Comme je l'ai dit, ici la constante k' est la constante apparente pour une réaction d'ordre1, ce qui n'est pas le cas de k.

Je suppose que tu as une réaction d'autre 2 comme nous n'avons pas le début de l'exercice avec une vitesse qui vaut k[A][B]. Pour avoir une réaction d'ordre 1 il faut une vitesse de réaction de la forme K[A]. La seule façon d'avoir cette vitesse est de considérer que la concentration d'un des réactifs na varie pas (ici [B]) et donc la constante K (ou k' ou k"...) vaut k[B]₀.

[A voir en vidéo sur Futura]

[nlbmoi]

Bonjour,

Il faut prendre du recul avec les formules toutes faites et voir à quoi correspond. Le paramètre a faisant d'ailleurs référence à une autre de tes interventions et correspond au nombre stoechiométrique devant le réactif A
On a dû t'indiquer que dans le cas d'une cinétique d'ordre 1, on a v=k[A] et par suite ln([A]/[A]0)=-a*k*t --> la pente vaut donc -a*k c'est à dire le produit du nombre stoechiométrique a devant le réactif A et de la constante de vitesse k que l'on a défini dans la vitesse ; par suite t_1/2=ln(2)/(a*k)
Si on avait eu la réaction bB+ --> Dd et une vitesse qui s'écrit v=k2[B] alors la loi cinétique est ln([B]/[B]0)=-b*k2*t et t_1/2=ln(2)/(b*k2)

Ce raisonnement est valable dans le cas où il n'y a qu'un seul réactif et qu'il s'agit d'une cinétique d'ordre 1 ou dans les cas où les conditions expérimentales font qu'on peut se ramener à un seul des réactifs. Dans ton exercice, comme la concentration initiale en B est très grande devant celle de A, tu peux en déduire que la concentration B ne va pas changer au cours de la réaction. Comme la définition générale d'une vitesse s'écrit v=k*[A]*[B] (en supposant des ordres 1 par rapport à chaque réactif), seul A varie vraiment tandis que k et [B] sont des constantes donc on peut réécrire différemment et alors v=constante*[A] : cette constante s'appelle souvent la constante de vitesse apparente (c'est la vitesse à laquelle on a l'impression qu'elle avance mais en réalité cela ne tient pas compte de toute ce qui se passe réellement au niveau microscopique) et on la note k' --> v=k'*[A], tu vois donc qu'on se retrouve dans le même cas que décris plus haut sauf qu'ici la pente au lieu d'être de -a*k, elle vaut -k' : tu n'as plus qu'à remplacer a*k dans tes relations par k'

[leroisinge]

Merci pour vos précisions nlbmoi.

Il reste quelques points que je n'ai pas compris.
Dans votre explication, B est en grande quantité, et on fait : v=constante*[A].

Dans mon cours, B est en grande quantité, mais là, on fait v=constante*[B]. (voir PJ svp) pourquoi ?

Le paramètre a faisant d'ailleurs référence à une autre de tes interventions et correspond au nombre stoechiométrique devant le réactif A

Je n'ai pas bien compris comment on sait que ce coef stoechiométrique vaut 1.

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[nlbmoi]

Vous confondez un peu tout.

Par définition
Si on a [B]>>[A] alors la concentration de B ne varie presque pas donc elle est constante, on peut alors écrire en posant qui est bien une valeur constante puisque tous les termes sont constants
Je pense que dans votre explication vous confondez k et k'


Le coefficient stoechiométrique est visible dans l'équation bilan de votre réaction
A+B --> C alors les coefficients stoechiométriques valent tous 1 (donc dans l'exemple précédent a=b=1)
Par contre, dans une réaction de type 2A --> B alors on a dans ce cas a=2

[leroisinge]

Le coefficient stoechiométrique est visible dans l'équation bilan de votre réaction
A+B --> C alors les coefficients stoechiométriques valent tous 1 (donc dans l'exemple précédent a=b=1)
Par contre, dans une réaction de type 2A --> B alors on a dans ce cas a=2

Je n'ai pas l'équation bilan de la réaction. (je sais bien qu'ils sont visible dans l'équation )
Mais dans mon cas, comment puis le trouver ?
Je ne peux pas écrire l'équation, car ne connaissant pas A et B, je ne pourrais pas équilibrer la réaction.

[nlbmoi]

Tu peux dans ce cas retenir les formules "complètes" qui utilisent les coefficients a, b ... associés aux espèces A, B ...
Dans ce cas, si A et B sont des réactifs ou avec C et D les produits de la réaction

Si on revient alors à ce que tu as noté dans ton cours, pour une réaction d'ordre 1, la représentation graphique de ln([A]) en fonction du temps est une droite de pente -a*k ; la constante t_1/2 correspondante vaut alors ln(2)/(a*k)

[leroisinge]

Pardon, désolé de vous faire répéter, je ne veux pas abuser de votre gentillesse.

Dans le cas précis de mon exercice, comment puis je trouver le coefficient steochiométrique a ?
(je suis fatigué avec toutes mes révisons...pardon)

[nlbmoi]

Dans ton exercice, ce n'est pas nécessaire.
a est un coefficient donc il n'a pas d'unité.

Si je raisonne juste avec les unités (j'enlève donc a pour faciliter le calcul) : on a v=d[A]/dt donc v s'exprime en mol.L^-1.s-1
Tu sais également que l'ordre apparent est 1 donc v=k'[A] donc k'=v/[A] et s'exprime donc en s^-1

[leroisinge]

Merci de votre temps nlbmoi