Cinétique chimique

[Eprel]

Bonjour j'ai besoin d'aide pour un exercice de cinetique chimique

On etudie experimentalement la réaction entre le monoxyde d'azote et Br2 en phase gazeuse 2NO + Br2 --> 2NOBr
le mecanisme propose est le suivant :
NO + Br2 --> NOBr2 (k1)
NOBr2 --> NO +Br2 (k-1)
NOBr2 + NO --> 2NOBr (k2)
1. Montrer que la vitesse de reaction globale est égale à la vitesse d'une des réactions élémentaires (préciser laquelle).
2) En utilisant l'approximation de l'état quasi stationnaire exprimer la vitesse de la réaction globale en fonction des constantes k1, k-1 et k2 et des concentrations des réactifs
3) Montrer que si k1<<k2x[NO], la réaction s'apparente à une réaction d'ordre 2
4) Montrer que si k1>>k2x[NO], la réaction s'apparente à une réaction d'ordre 3
5) Dans lequel des deux cas l'équilibre entre NO+Br2 et NOBr2 peut il etre atteint?


Alors pour la question 1) j'ai trouvé que la vg correspond a celle de la troisieme reaction donc d[NObr]/dt = 2v2 = 2*k2[NOBr2][NO]
Pour la 2 je dois donc faire une HEQS sur NOBr2 mais j'ai un doute su le 2 du 2V2 dois je le prendre en compte ou pas

3) Si k1<<k2x[NO], alors la concentration de NOBr2 est très faible par rapport à la concentration de NO. On peut donc négliger k-1 devant k1.

v = k1 * k2 / k-1 * [NO][Br2]
v = k1 * k2 / k1 * [NO][Br2]
v = k2 * [NO][Br2]

4) Si k1>>k2x[NO], alors la concentration de NOBr2 est très élevée par rapport à la concentration de NO. On peut donc négliger k2 devant k1.

v = k1 * k2 / k-1 * [NO][Br2]
v = k1 * (k1 / k-1) * [NO][Br2]
v = k1^2 / k-1 * [NO][Br2]

5) L'équilibre entre NO+Br2 et NOBr2 peut être atteint si k1<<k2x[NO]

Si k1<<k2x[NO], alors la réaction s'apparente à une réaction d'ordre 2. Dans ce cas, la vitesse de la réaction est proportionnelle au produit des concentrations de NO et de Br2.

Si les concentrations de NO et de Br2 sont égales, alors la vitesse de la réaction est nulle. La réaction est donc en équilibre.

Donc, la réponse est le cas 1
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[gts2]

Bonjour,

Vous êtes sûr de k1<<k2x[NO], cela ne serait pas plutôt k-1 ?

3) Faute de frappe ? v = k1 * k2 / k-1 * [NO][Br2] qui devient à la ligne suivante : v = k1 * k2 / k1 * [NO][Br2]
4) idem v = k1 * k2 / k-1 * [NO][Br2] qui devient à la ligne suivante v = k1 *k1 / k-1 * [NO][Br2]
5) Si les concentrations de NO et de Br2 sont égales, alors la vitesse de la réaction est nulle, pourquoi ?!?

[Eprel]

Oh oui excusez moi c'est bien k-1
donc :
3) Montrer que si k-1<<k2x[NO], la réaction s'apparente à une réaction d'ordre 2
4) Montrer que si k-1>>k2x[NO], la réaction s'apparente à une réaction d'ordre 3
5) Dans lequel des deux cas l'équilibre entre NO+Br2 et NOBr2 peut il etre atteint?

et je ne sais pas trop comment repondre à ces trois questions.
ET quant à la question 1) et 2) est ce que c'est correct s'il vous plait?

[gts2]

1) OK ; 2) comme vous n'avez pas donné l'expression de l'ARQS ...

Donc pour 3) dans l'équation d'ARQS du 2) faire l'approximation, puis reportez dans l'équation du 1)
Idem pour 4)

Pour 5) vous traduisez le deux approximations, l'une des deux conduit à l'expression d'un quotient de réaction.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Eprel]

1) d[NObr]/dt = 2v2 = 2*k2[NOBr2][NO]

2) .Cela donne l'équation k1[NO][Br2] = k-1[NOBr2] + k2[NO][NOBr2]. On peut résoudre cette équation pour [NOBr2] pour obtenir [NOBr2] = k1[NO][Br2] / (k-1 + k2[NO]). Ensuite, en substituant [NOBr2] dans l'équation de la vitesse de la réaction globale (v = k2[NO][NOBr2]), on obtient v = k1k2[NO]^2[Br2] / (k-1 + k2[NO]).
C’est ce que j’obtient en ne prenant pas en compte le 2 dans d[NObr]/dt = 2v2 = 2*k2[NOBr2][NO]
En fait là je fais l’HEQS avec cette expression : v2 = k2[NOBr2][NO]. Et ma question c est dois je le prendre en compte ou pas. Est ce que je dois l’utiliser quand je fais l’HEQS?

3) Si k-1 << k2*[NO], alors k-1 peut être négligé dans le dénominateur, ce qui donne v = k1k2[NO]^2[Br2] / k2[NO] = k1[NO][Br2], qui est une réaction d'ordre 2.

4) Si k-1 >> k2*[NO], alors k2[NO] peut être négligé dans le dénominateur, ce qui donne v = k1k2[NO]^2[Br2] / k-1, qui est une réaction d'ordre 3.

5) L'équilibre entre NO+Br2 et NOBr2 peut être atteint dans le cas où k-1 >> k2*[NO], car dans ce cas, la réaction inverse de NOBr2 à NO et Br2 prédomine, permettant l'établissement d'un équilibre.

Et excusez moi il y’a une question 6) Si Br2 est en grand excès par rapport à NO, la concentration de Br2 reste pratiquement constante pendant la réaction. Cela signifie que l'équation de la vitesse de réaction peut être simplifiée en : v = k[NO]^2, ce qui correspond à une réaction d'ordre 2, malgré le fait que la réaction soit globalement d'ordre 3. C'est ce qu'on appelle une réaction de pseudo-ordre 2

6) Si Br2 est en grand excès par rapport à NO, la concentration de Br2 reste pratiquement constante pendant la réaction. Cela signifie que l'équation de la vitesse de réaction peut être simplifiée à v = k[NO]^2, ce qui est une réaction d'ordre 2, malgré le fait que la réaction soit globalement d'ordre 3. C'est ce qu'on appelle

[gts2]

Tout est correct.

Vous n'avez pas de problème avec le facteur 2 :
Dans d[NObr]/dt = 2*v2 = 2*k2[NOBr2][NO], d[NObr]/dt est la vitesse d'apparition de NOBr qui est bien le double de la vitesse de la réaction v2. Et donc le v dont vous parlez en 2) est bien la vitesse de réaction v2.