Par Brooke Yool
Mis à jour le 30 août 2022
La cinétique chimique, l'étude des vitesses de réaction, repose sur la compréhension de la manière dont les concentrations de réactifs influencent la vitesse d'une réaction. Une loi de vitesse relie mathématiquement ces concentrations à la vitesse de réaction et est essentielle pour prédire et contrôler les processus chimiques.
Une loi tarifaire typique prend la forme :
rate = k [A]^m [B]^n
Ici, k est la constante de vitesse unique à la réaction, et les exposants m et n (souvent 1 ou 2) reflètent l’ordre de la réaction par rapport à chaque réactif. Les constantes et les ordres sont dérivés de données expérimentales et fournissent une description quantitative de la cinétique de la réaction.
Bien que de nombreuses réactions soient représentées comme des étapes uniques, elles consistent souvent en plusieurs étapes élémentaires. La vitesse de réaction globale est régie par la plus lente d’entre elles, appelée étape déterminante de la vitesse. Les étapes ci-dessous décrivent comment traduire cette étape en une loi tarifaire.
Examinez les données cinétiques ou un mécanisme proposé pour identifier la réaction élémentaire la plus lente. Cette étape est cruciale car elle contrôle le taux global.
Énumérez les réactifs impliqués dans l’étape de détermination du taux. Par exemple, si l'étape lente implique la collision de deux molécules O₂, la loi de vitesse préliminaire devient :
rate = k [O₂][O₂]
Notez que cela peut être simplifié à rate = k[O₂]² une fois les exposants déterminés.
Menez des expériences en faisant varier la concentration d’un réactif à la fois tout en gardant les autres constantes. Analysez l'évolution du taux :
Appliquez cette analyse à chaque réactif dans l'étape de détermination du taux pour attribuer des exposants précis.
Étant donné que l’étape déterminant la vitesse peut différer de la réaction globale, votre loi de vitesse finale peut différer de l’équation de réaction initiale. Utilisez des données expérimentales pour affiner les exposants et garantir que la loi reflète avec précision le comportement cinétique.