CINÉTIQUE CHIMIQUE
Cinétique formelle
La description de l'évolution du phénomène chimique doit être poussée jusqu'à pouvoir être quantitative. Après que la nature des constituants a été identifiée, les mesures quantitatives qui serviront à décrire le système sont des mesures de nombre de molécules dans le système, Ni pour un constituant i.
Les données fondamentales pour la description en cinétique chimique des phénomènes sont des vitesses d'apparition ou de disparition des constituants par unité de temps et de volume (V désigne le volume du système considéré) :
Dans le cas d'un système homogène au sens strict, vi sera identique en tout point et ne dépendra donc que du système et des paramètres physiques globaux, température et pression. Dans les autres cas, il faudra être en mesure de connaître vi en tout point du système soit vi(x, y, z), la vitesse vi moyenne n'étant que l'intégrale étendue au volume du système des vitesses locales :
Le cas d'un système isochore sera également plus facile à étudier que celui d'un système évoluant à volume variable.
La réaction isolée
L'étude sera surtout beaucoup plus facile si l'on est en présence d'une réaction chimique isolée, c'est-à-dire conduisant à un système unique de produits stœchiométriquement liés. Dans ce cas, en effet, les vitesses relatives aux réactifs ou aux produits seront proportionnelles entre elles et il suffira d'en étudier plus spécialement une, celle qui est relative au constituant le plus facile à doser, pour définir la vitesse de la réaction :
L'objet de la cinétique formelle est de préciser l'influence quantitative de tous les facteurs mesurables sur la vitesse de réaction. Ces facteurs sont en premier lieu les concentrations des constituants, réactifs, produits, catalyseurs... Utilisant les mesures simultanées de la vitesse et des concentrations, on essaiera de déterminer la loi mathématique, dans ce cas une équation différentielle, traduisant au mieux les observations. Quand la réaction isolée est une réaction élémentaire, c'est-à-dire une réaction qui ne comporte qu'un réarrangement chimique, cette loi sera très simple, par exemple :
De tels cas sont en fait rares. Par analogie, cependant, on a souvent tendance à adopter a priori une expression de la vitesse qui soit une fonction puissance par rapport à chacun des constituants :
La vitesse de la réaction sera également étudiée en fonction de la température du système.[...]
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Écrit par
- Lucien SAJUS : Docteur ès sciences, ingénieur en chef des Mines, directeur général de la Compagnie française d'études et onstruction Technip.
Classification
Médias
Wilhelm Ostwald
Hulton Archive/ Getty Images
Réactions composées
Encyclopædia Universalis France
Complexation par lien hydrogène
Encyclopædia Universalis France
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