CHIMIE Cours - Classe de terminale S

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Lois - Terminale S
Chapitre 4: Cinétique et catalyse

Durée d'une réaction chimique

Définition de la durée d'une réaction chimique
Une réaction chimique correspond, par définition, à la transformation d'espèces chimiques appelées "réactifs " en de nouvelles espèces chimiques appelées " produits ". Cette transformation ne peut avoir lieu que lorsque les particules (ions ou molécules)  qui composent les réactifs rentrent en contact entre elles. Par conséquent une réaction chimique n'est jamais réellement instantanée puisqu'elle nécessite le mouvement et la rencontre des particules de réactifs.
La durée d'une réaction correspond donc au temps qui s'écoule entre l'instant où les réactifs sont mis en présence et l'instant où la composition chimique du milieu n'évolue plus ( l'avancement de la réaction prend alors sa valeur finale xf qui correspond aussi à sa valeur maximale)

Les réactions chimiques rapides
On considère qu'une réaction chimique est rapide si la formation des produits est perçue de manière instantanée par les sens humains ce qui signifie qu'elle se déroule à une échelle de temps qui est inférieure à la seconde.
Exemples: les réactions de précipitation, les réactions acido-basiques, les réactions de combustion explosive et certaines réactions d'oxydo-réduction.

Les réactions chimiques lentes
Une réaction chimique est considérée comme lente si elle n'est pas rapide ! La formation des produits se réalise donc à une échelle de temps qui va de quelques seconde à plusieurs heures voire plusieurs jours ou mois.
Exemples:  les réactions d'estérification, les réactions d'hydrolyse, certaines réactions d'oxydo-réduction ( en particulier  de corrosion ).

Le temps de demi-réaction
Définition: le temps de demi-réaction correspond au temps qui s'écoule entre le début d'une réaction ( t = 0 ) et l'instant (noté t1/2) où l'avancement a une valeur égale à la moitié de l'avancement final (xf):  à t = t1/2      x =  xf      
                                                                                           2
Le temps de demi réaction permet d'avoir une idée de la durée d'une réaction chimique. Suivant la précision choisie on considère que la réaction est terminée lorsque le temps qui s'est écoulé correspond de cinq à dix fois la valeur du temps de demi-réaction.
Attention: à cause de son nom il est fréquent de penser que la durée de la réaction correspond au double du temps de demi réaction mais c'est une erreur car la vitesse à laquelle une réaction chimique se réalise n'est pas constante et ralentit lorsque la concentration des réactifs diminue.

Détermination du temps de demi-réaction
Le temps de demi-réaction peut être déduit de la courbe qui représente les variations de l'avancement en fonction du temps.
Il suffit de déterminer sur cette courbe la valeur finale de l'avancement ( xf ) puis de la diviser par deux afin de trouver l'ordonnée du point dont l'abscisse correspond au temps de demi réaction.

Etape 1: déterminer la valeur finale de l'avancement de la réaction (xf )
Détermination du temps de demi réaction à partir d'un graphique ( étape 1)
Etape 2: trouver sur le graphique le point dont l'ordonnée est la moitié de xf
Détermination du temps de demi réaction à partir d'un graphique ( étape 3)
Etape 3: déterminer l'abscisse du point trouvé à l'étape 2 ( elle correspond au temps de demi réaction)
Détermination du temps de demi réaction à partir d'un graphique ( étape 3)

 

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