20. Suivi temporel d’une transformation – vitesse de réaction
Suivre l’avancement x(t) par dosage, pression, conductimétrie ou spectrophotométrie, puis en déduire la vitesse.
En STE/STM, la partie chimie est réduite : vérifie avec ton professeur les chapitres à réviser.
ΦRésumé du cours
Méthodes de suivi
- Dosage de prélèvements successifs (après trempe).
- Mesure de pression pour un gaz : PV = nRT.
- Conductimétrie : σ = Σ λᵢ[Xᵢ] quand des ions apparaissent ou disparaissent.
- Spectrophotométrie : A = k[X] (loi de Beer-Lambert) pour une espèce colorée.
Vitesse volumique de réaction
v = (1/V) dx/dt (mol·L⁻¹·s⁻¹) : coefficient directeur de la tangente à la courbe x(t), divisé par V. Elle diminue en général au cours du temps (les réactifs s’épuisent).
Temps de demi-réaction
t1/2 : durée au bout de laquelle x = xf/2. Il donne l’ordre de grandeur de la durée de la réaction (≈ quelques t1/2) et permet de choisir la méthode de suivi.
✎Exemples corrigés
Exemple 1
xf = 4 mmol et la courbe passe par x = 2 mmol à t = 6 min. t1/2 ?
Voir la correction
Exemple 2
La tangente à x(t) à t = 0 passe par (0 ; 0) et (5 min ; 3 mmol), V = 100 mL. Vitesse initiale ?
Voir la correction
?Teste-toi
Clique sur la bonne réponse.
-
v = ?
Réponse
a) (1/V) dx/dt — Vitesse volumique. -
t1/2 correspond à…
Réponse
b) x = xf/2 — Définition. -
Pour une espèce colorée on utilise…
Réponse
b) la spectrophotométrie — A = k[X]. -
Au cours du temps, la vitesse en général…
Réponse
b) diminue — Les réactifs s’épuisent.
تتبع التقدم x(t) بالمعايرة أو الضغط أو قياس المواصلة أو قياس الطيف الضوئي، ثم استنتاج السرعة.
في شعبتي العلوم والتكنولوجيات الكهربائية والميكانيكية، جزء الكيمياء مخفف: تحقق مع أستاذك من الفصول المقررة.
Φملخص الدرس
طرق التتبع
- معايرة عينات متتالية (بعد السقي).
- قياس الضغط بالنسبة لغاز: PV = nRT.
- قياس المواصلة: σ = Σ λᵢ[Xᵢ] عندما تظهر أيونات أو تختفي.
- قياس الطيف الضوئي: A = k[X] (قانون بير-لامبير) بالنسبة لنوع ملون.
السرعة الحجمية للتفاعل
v = (1/V) dx/dt (mol·L⁻¹·s⁻¹): المعامل الموجه للمماس للمنحنى x(t) مقسومًا على V. وتتناقص عمومًا مع مرور الزمن (تُستهلك المتفاعلات).
زمن نصف التفاعل
t1/2: المدة التي يصبح عندها x = xf/2. يعطي رتبة مقدار مدة التفاعل (≈ بضعة t1/2) ويمكّن من اختيار طريقة التتبع.
✎أمثلة محلولة
مثال 1
xf = 4 mmol والمنحنى يمر من x = 2 mmol عند t = 6 min. t1/2؟
عرض الحل
مثال 2
المماس لـ x(t) عند t = 0 يمر من (0 ; 0) و (5 min ; 3 mmol)، و V = 100 mL. السرعة البدئية؟
عرض الحل
?اختبر نفسك
اضغط على الجواب الصحيح.
-
v = ؟
الجواب
أ) (1/V) dx/dt — السرعة الحجمية. -
t1/2 يوافق…
الجواب
ب) x = xf/2 — التعريف. -
بالنسبة لنوع ملون نستعمل…
الجواب
ب) قياس الطيف الضوئي — A = k[X]. -
مع مرور الزمن، السرعة عمومًا…
الجواب
ب) تتناقص — تُستهلك المتفاعلات.
Résumé rédigé par Nqraw selon le programme officiel marocain.