Cinétique
Une étude de la cinétique de la réaction A + B → C est effectuée à 25°C, en partant d'une concentration [A0] = [B0] = 0,116 mol.L-1 :
| t (s) | 0 | 30 | 120 | 210 |
| [A] (mol.L-1) | 1,629 | 1,533 | 1,246 | 9,533×10-1 |
Déterminez l'ordre et la constante de vitesse k de la réaction, avant d'en déduire le temps de demi-réaction.
Correction :
Dans ce type d'exercice nous allons devoir calculer k pour chaque valeur de t en prenant la formule associée à chaque ordre jusqu'à ce qu'on trouve une valeur de k qui soit la même pour toutes les valeurs de t, étant donné que c'est censé être une constante.
Ordre 0 :
Pour cet ordre, la formule à utiliser pour trouver k est la suivante :
On n'effectue aucun calcul pour t = 0, car il résulterait en la pose d'une division par 0. Nous commençons donc par t = 30 s, valeur pour laquelle nous avons :
On a donc k30 = 3,200×10-3 mol.L-1.s-1. Nous effectuons le calcul pour t = 120 et t = 210, et nous trouvons que k120 = 3,192×10-3 mol.L-1.s-1 et k210 = 3,218×10-3 mol.L-1.s-1.
Nous voyons que les valeurs de k pour l'ordre 0 sont à peu près équivalentes pour toutes les températures, nous en déduisons donc que la réaction qu'on a est d'ordre 0 et que k est égal à la moyenne des valeurs de k que nous aurons pu calculer pour l'ordre de la réaction, c'est à dire qu'on assume que k = 3,203×10-3 mol.L-1.s-1.
Nous avons donc tout ce qu'il nous faut pour calculer le temps de demi-réaction t1/2, avec la formule adaptée à l'ordre 0 :
Pour conclure, nous avons donc :