Cinétique chimique

invitebe4ad1b8 · 30/10/2014, 12h41

Bonjour je fais en ce moment un TD de cinétique chimique et un problème me bloque.
Voici l'énoncé :

« On étudie un substrat A qui peut subir les deux réactions parallèles suivantes : A = B (constantes de vitesse k₁=1min^-1 "sens direct" et k_-1=0.01min^-1 "sens indirect") et A=C (constantes de vitesse k₂=0.2min^-1 "sens direct" et k_-2=0.0005min^-1 "sens indirect")
Tous les ordres sont égaux à 1.»

Je bloque à la question suivante «Que devienne les expressions de $\text{[math]}$ et $\text{[math]}$ , sachant qu'à l'instant initial [A]=a, [B]=0 et [C]=0. En déduire les expressions de [A], [B] et [C] ,au début de la réaction, en fonction du temps t et des constantes de vitesse k₁ et k₂. Calculer la valeur du rapport [B]/[C]. En déduire les valeurs approximatives de [A], [B] et [C] à l'instant t=4min.»

Voilà donc déjà j'ai les expressions de $\text{[math]}$ et $\text{[math]}$ qui sont :

$\text{[math]}$

Donc à t=0 j'ai

$\text{[math]}$

de la même façon je trouve :

$\text{[math]}$

et :

$\text{[math]}$

Et là j'ai donc calculé le rapport [B]/[C] qui est égal à 4.91a

Mon problème est que si je prend au temps t=4min je trouve que justement l'hypothèse faite (comme quoi ces formules étaient utilisables à un temps t petit soit au début de la réaction) est fausse puisque pour t=4min je trouve par exemple [B]=3.92a or on ne peut pas avoir créé plus de [B] que ce qui y avait de [A] à l'instant t=0.

Bon désolé pour cette très longue question et donc d'avance un très grand merci à ceux qui auront le courage de me lire et de me dire d'où provient mon erreur

invitebe4ad1b8 · 30/10/2014, 14h42

UP

azizovsky · 30/10/2014, 15h52

Salut, il y'a un problème de dérivation : première équation , variation de [A] au cours du temps $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ ?? c'est comme $\text{[math]}$ et $\text{[math]}$ fixe dans le temps ???

azizovsky · 30/10/2014, 16h29

Salut, l'analyse physique du phénomène conduit pour la première équation à :

$\text{[math]}$ (à véridfier)
je te laisse le reste

A voir en vidéo sur Futura · Aujourd'hui

invitebe4ad1b8 · 30/10/2014, 17h19

Oui mais j'essaie de chercher des équations qui marche pour le tout début donc justement on peut faire l'hypothèse que les valeurs sont presque fixées à a,0 et 0. Par ex pour [B](t) j'ai fait :

$\text{[math]}$

Or à t=0, [A]=a donc

<=> $\text{[math]}$

<=> $\text{[math]}$

<=> $\text{[math]}$

Or à t=0, [B](t)=0 d'où:

$\text{[math]}$

Donc:

$\text{[math]}$

<=> $\text{[math]}$

Ce raisonnement est donc faux ??

(Sinon j'ai regardé ce que tu m'as mis je suis d'accord mais comment se fait il que tu as tout qui est multiplié par dt ?)

Merci d'avance pour vos réponses !

azizovsky · 30/10/2014, 18h18

Salut, oublie ce que j'ai écrit avant :
$\text{[math]}$ , on'a $\text{[math]}$ ce qui donne

$\text{[math]}$

(les variations de [X] sont supposés linéaires )

azizovsky · 30/10/2014, 18h29

il y'a une erreur dans la première équation (pour [A]) à toi de corriger

.

invitebe4ad1b8 · 30/10/2014, 22h30

Mais je ne comprend pas pourquoi on peut écrire ça, d'où sort que $\text{[math]}$ cela me semble faux puisque les réactions avec k₁ et k₂ font justement perdre du réactif A, c'est donc plutôt -k₁ et -k₂ mais là tu as supposé un ordre 0 j'ai l'impression, mais pourquoi a-t-on le droit et comment se fait il que ce ne soit pas -(k₁+k₂)*[A] ? Sinon si je fais la même hypothèse je suis d'accord avec ce que tu as écrit après mais c'est cette étape qui me manque ?
Encore merci pour ton/votre aide en tout cas !

azizovsky · 31/10/2014, 09h35

Envoyé par azizovsky

Salut, oublie ce que j'ai écrit avant :
$\text{[math]}$ , on'a $\text{[math]}$ ce qui donne

$\text{[math]}$

(les variations de [X] sont supposés linéaires )

Salut, les équations complètes :
$\text{[math]}$ ce qui donne

$\text{[math]}$
si tu remplace (2) et (3) dans (1)--->

$\text{[math]}$ --->

$\text{[math]}$

c'est l'équation du départ (voir message avant)(fait une analyse dimensionnelle

)

invitebe4ad1b8 · 31/10/2014, 10h58

Bah justement par analyse dimensionnelle pour [B] et [C] cela ne marche pas puisque ça fait un temps^-1 multiplié par un temps soit une valeur sans dimension, qui est égale à une concentration, il y a donc un problème. Peux tu me dire justement pourquoi tu prends en considération que la vitesse est k_n et non pas k_n*[A, B ou C], on a un ordre 1 donc ça devrait plutôt être ça...

Merci encore pour les réponses que tu m'apportes !

invitebe4ad1b8 · 31/10/2014, 11h01

(Totalement à part mais j'ai une question est ce qu'un modérateur peut basculer le topic vers le forum chimie, je me suis trompé en le créant ? (

) Merci beaucoup !

)

azizovsky · 31/10/2014, 14h39

Salut,parmi les données du problème ,il y'a: $\text{[math]}$ , c'est la variation de la concentration au cours du temps ,càd $\text{[math]}$

simplifions un peu :
soit 20 molécules (A) dans un 1l d'eau à t=0 , les réactions sont:
(1):A--->B , on suppose k(1)=4(molécule/l)/min pour la réaction (1) k*(-1) inverse =2/min , et
(2):A--->C , on suppose k(2)=2/min pour la réaction (2) k*(-1) inverse =2/minet

à une minute tu 'as pour [B]=4-2=2 (molécule/l)
.............................. .......[C]=2-1=1 (molécule/l)
combien il va rester de A ,

c'est [A]= 20-[(4-2)+(2-1)]=17 (molécule/l)

azizovsky · 31/10/2014, 14h46

k(-2)=1 non pas 2 , si k(-2)=2 , la deusième réaction ne va pas exister .

invitebe4ad1b8 · 02/11/2014, 17h57

Bon encore merci mais je dois t'avouer que je ne suis pas sur de ce que tu dis, les constantes de vitesses sont bien données en temps^-1 ce qui caractérise l'ordre 1 et non pas en mol.L^-1.s^-1 ce qui caractériserait un ordre 0 et la définition que tu m'as donné. Sur ceux je vais arrêter ce TD et attendre sagement la correction.

En tout cas encore merci pour le temps que tu as pris pour me répondre et m'expliquer !

azizovsky · 02/11/2014, 19h15

Bonsoir, une petite remarque, parmi les données $\text{[math]}$ ,sans dimension, est ce que c'est normale .

invitebe4ad1b8 · 02/11/2014, 21h01

a en mol.L^-1, effectivement j'avais oublié de le préciser

azizovsky · 02/11/2014, 21h23

ok, on reprend, j'y penserai

.

invitebe4ad1b8 · 03/11/2014, 22h50

Je n'ai pas compris ce que tu as voulu dire ?

Cinétique chimique