CHIMIE Cours - Classe de terminale S

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Lois - Terminale S
Chapitre 4: Cinétique et catalyse

Les facteurs cinétiques

Variations de la durée d'une réaction chimique
Des réactions chimiques différentes ont des durées différentes mais il existe aussi de nombreux facteurs susceptibles de modifier ces durées.  Il est ainsi possible de ralentir ou d'accélérer une réaction chimique en modifiant la concentration des réactifs, le solvant ou la température.

Influence de la concentration
Le déroulement d'une transformation chimique nécessite que les réactifs entrent en contact or ils sont initialement dispersés dans le solvant et animés de mouvement aléatoires. Leurs "rencontres" sont alors d'autant plus fréquentes que les quantités de réactifs présents sont élevées:
La vitesse à laquelle se réalise une réaction chimique est donc d'autant plus élevée que les concentrations des réactifs sont importantes.
En augmentant la concentration des réactifs on rend plus rapide la formation des produits mais la durée de la réaction est cependant plus longue car la quantité de matière qui doit être consommée est plus importante.

Influence de la température
La température d'une substance reflète son état d'agitation thermique. Lorsque la température d'un milieu réactionnel augmente les particules ( molécules ou ions ) sont donc plus agitées ( elles se déplacent plus rapidement) ce qui a deux conséquences:
- Les rencontres entre les différents réactifs sont plus fréquentes.
- Les réactifs disposent d'une énergie cinétique plus grande et cette énergie permet d'augmenter la probabilité qu'une collision entre les réactifs conduise effectivement à une réaction chimique.
L'augmentation de la température permet donc d'accélérer les réactions chimiques et de réduire leur durée.
En pratique, l'augmentation de température du milieu réactionnel est souvent réalisée en utilisant un chauffage à reflux: les réactifs sont introduits dans un ballon chauffé et surmonté d'une colonne à reflux parcourue d'un courant d'eau froide qui liquéfie les vapeurs issues du ballon et évite ainsi la perte de réactifs.
Inversement la diminution de la température provoque un ralentissement des réactions chimiques dont la durée est allongée.
Le refroidissement est mis à profit dans les réfigirateurs et congélateurs qui non seulement raltentissent ou bloquent l'activité bactérienne mais ralentissent aussi les réactions chimiques de dégradation des produits alimentaires au contact de l'air.
On peut également recourir à un refroidissement brutal ( appelé trempe ) pour bloquer l'évolution chimique d'un milieu à un stade choisi.

Influence du solvant
Le solvant choisi pour dissoudre des réactifs n'est pas censé participer  à la réaction chimique mais il est susceptible de dissoudre des quantités variables de solutés dont la concentration est un facteur cinétique important. Par ailleurs un solvant peut aussi avoir une influence directe sur la vitesse de la réaction, il peut en effet interagir avec les réactifs ( principalement par le biais de sa polarisation, des interactions de Van der Waals et des liaisons hydrogène ) et favoriser ou empêcher leur contact ce qui accélère ou ralentit la réaction.

Autres facteurs cinétiques
Il existe d'autres facteurs susceptibles d'accélérer une réaction chimique:
- Il est possible d'ajouter au milieu réactionnel une espèce chimique appelée " catalyseur ".
- L'agitation ( en générale réalisée grâce à un barreau aimanté et un agitateur magnétique ) permet de favoriser la mise en contact des réactifs et donc l'accélère.

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