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Suivi temporel dune réaction chimique La spectrophotométrie Le temps de demi-réaction La vitesse de réaction Evolution dun système chimique Interprétation.

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Présentation au sujet: "Suivi temporel dune réaction chimique La spectrophotométrie Le temps de demi-réaction La vitesse de réaction Evolution dun système chimique Interprétation."— Transcription de la présentation:

1 Suivi temporel dune réaction chimique La spectrophotométrie Le temps de demi-réaction La vitesse de réaction Evolution dun système chimique Interprétation microscopique

2 La Spectrophotométrie Principe Absorption de la lumière par les espèces chimiques Un spectrophotomètre mesure labsorbance A : Proportionnelle à la concentration en espèce absorbante A = k. [X] k dépend de :- lépaisseur à traverser - la longueur donde absorbée

3 La Spectrophotométrie Intérêt Beaucoup de réactions concernées Petites quantités de substance nécessaires Méthode non destructive Grande plage de durées (de la microseconde à la semaine)

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5 Vitesse dune réaction Définition Lavancement croît de moins en moins vite : Par définition : Augmentation de lavancement Augmentation de la durée Volume réactionnel

6 Détermination de la vitesse Graphique : à t donné, v est la pente de la tangente, divisée par le volume réactionnel Vitesse dune réaction

7 Détermination de la vitesse Calcul : à t donné, v est la valeur de la dérivée, divisée par le volume réactionnel Vitesse dune réaction => Utilisation de la calculatrice ou dun tableur Remarque : la pente (donc la vitesse) diminue généralement avec le temps

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9 Temps de demi-réaction Une réaction nest jamais totalement finie (asymptote) t 1/2 est la durée nécessaire pour atteindre la moitié de lavancement maximal Définition : NB : Ce nest pas la moitié de la durée pour atteindre x max

10 Temps de demi-réaction t 1/2 est le temps caractéristique dune réaction donnée Utilisation de t 1/2 Pour une réaction donnée, t 1/2 dépend : - de la température - des concentrations t 1/2 détermine les méthodes de suivi : - réactions lentes => titrages possibles - réactions rapides => mesures informatisées (spectrophotométrie, conductimétrie, pHmétrie)

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12 Evolution dun système chimique On suit les transformations lentes en suivant lavancement x de la réaction x est déterminé par : - une quantité de matière produite - une quantité de matière consommée Ou bien

13 Evolution dun système chimique Exemple : Équation 2I - (aq) + S 2 O 8 2- (aq) 2SO 4 2- (aq) + I 2 (aq) Initial 5, , En cours 5, x1, x2.xx Final 5, x max 1, x max 2.x max x max x = f(t) connu par n(I 2 ) = f(t)

14 - par titrage de I 2 formé ou de I - restant Evolution dun système chimique Exemple : (titrage par réaction doxydoréduction rapide) n(I 2 ) = f(t) connu : - par spectrophotométrie qui permet de connaître : - A = f(t) - [I 2 ] = f(t) puisque [I 2 ] = k. A - n(I 2 ) = f(t) puisque n(I 2 ) = [I 2 ]. V

15 Evolution dun système chimique Généralement : Lavancement croît de plus en plus lentement vers x max (Diminution de la concentration des réactifs) NB : Exception si la température augmente ou bien...

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17 Interprétation microscopique Agitation moléculaire Un gaz est constitué de molécules : - éloignées les unes des autres - en mouvement désordonné - à une vitesse croissant avec la température

18 Interprétation microscopique Agitation moléculaire Dans un solvant, les entités de soluté (ions, molécules): - sont éloignées les unes des autres - sont en mouvement désordonné - ont une vitesse croissant avec la température

19 Interprétation microscopique Chocs efficaces Un choc entre A et B est efficace sil entraîne une réaction chimique, du genre : A + B C + D Plus le nombre de chocs efficaces par seconde est grand, plus la vitesse de réaction est grande

20 Interprétation microscopique Facteurs cinétiques Si la température augmente, les chocs seront plus nombreux et plus efficaces plus grande vitesse de réaction Si la concentration augmente, les chocs seront plus nombreux plus grande vitesse de réaction (t 1/2 changé seulement pour un réactif plus concentré)

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