Gaz de Van der Waals.

Présentation au sujet: "Gaz de Van der Waals."— Transcription de la présentation:

1 Gaz de Van der Waals

2 Modèle

3 Modèle réduction de P

4 Modèle réduction de P

5 Modèle réduction de P:

6 Modèle réduction de P: volume (molaire ) d’exclusion

7 Modèle réduction de P: coefficients de Van der Waals

8 Coefficients de Van der Waals

9 Gaz parfait vs. gaz de VdW

10 Gaz parfait vs. gaz de VdW

11 Gaz parfait vs. gaz de VdW

12 Gaz réel vs. gaz de VdW équilibre de phases liq-vap.

13 Gaz réel vs. gaz de VdW construction de Maxwell
équilibre de phases liq-vap.

14 Théorie (simple) des collisions

15 Collisions bimoléculaires
Modèle de collisions de sphères dures: Molécules=sphères dures impénétrables Abstraction de la structure moléculaire pour le calcul de la fréquence de collisions Ajout de critères (ad-hoc) Énergétique Structurale pour le calcul de constantes de vitesse de réactions bimoléculaires

16 Interactions moléculaires (rappel)
r--12 ou exp(-r) r--6

17 Interactions moléculaires (rappel)
modèle de sphère dure

18 Fréquence de collisions bimoléculaires
rB rA

19 Fréquence de collisions bimoléculaires
rB rA manqué

20 Fréquence de collisions bimoléculaires
rB rA atteint

21 Fréquence de collisions bimoléculaires
rB rA Section efficace atteint

22 Ex.:

23 Fréquence de collisions bimoléculaires
volume contenant molécules B (de vitesse v) pouvant atteindre A par unité de temps dans une direction quelconque:

24 Fréquence de collisions bimoléculaires
Nombre de molécules B(de vitesse v) pouvant atteindre A par unité de temps dans une direction quelconque:

25 Fréquence de collisions bimoléculaires
Nombre de molécules B(toute vitesse) pouvant atteindre A par unité de temps dans une direction quelconque:

26 Fréquence de collisions bimoléculaires
Fréquence de collisions A+B:

27 Fréquence de collisions bimoléculaires
Fréquence de collisions A+B:

28 Fréquence de collisions bimoléculaires
Fréquence de collisions A+B: Masse (moléculaire) réduite

29 Libre-parcours moyen Dans un gaz A(g) pur:

30 Libre-parcours moyen Dans un gaz A(g) pur:
Nombre moyen de collisions subies par 1 A par sec.

31 Libre-parcours moyen Dans un gaz A(g) pur:
Nombre moyen de collisions subies par 1 A par sec. LIBRE-PARCOURS MOYEN de A:

32 Libre-parcours moyen Dans un gaz A(g) pur:
Nombre moyen de collisions subies par 1 A par sec. LIBRE-PARCOURS MOYEN de A:

33 Libre-parcours moyen Dans un gaz A(g) pur:

34 Libre-parcours moyen Dans un gaz A(g) pur:

35 Libre-parcours moyen Dans un gaz A(g) pur:
Exemple: pour P=1 atm, T=298 K, l ~ 70 nm

36 Libre-parcours moyen Dans un gaz A(g) pur:
Exemple: pour P=1 atm, T=298 K, l ~ 70 nm Ordres de grandeur typiques : <v>~350 m/s zA~1 collisions/ ns=109 collisions/s

37 Fréquence de collisions bimoléculaires
SI chaque collision conduit à une réaction A+B=>C Nombre de molécules C produites par sec.=ZAB

38 Fréquence de collisions bimoléculaires
SI chaque collision conduit à une réaction A+B=>C Vitesse de réaction=nombre de MOLES de C produites par sec.

39 Fréquence de collisions bimoléculaires
SI chaque collision conduit à une réaction A+B=>C Vitesse de réaction: (constante de vitesse limite)

40 Fréquence de collisions bimoléculaires
Exemple:

41 Fréquence de collisions bimoléculaires
Exemple:

42 Fréquence de collisions bimoléculaires
Exemple:

43 Fréquence de collisions bimoléculaires
En réalité chaque collision ne conduit pas toujours à une réaction Vitesse de réaction: avec constante de vitesse critère énergétique

44 Fréquence de collisions bimoléculaires
En réalité chaque collision ne conduit pas toujours à une réaction Vitesse de réaction: avec énergie d’activation critère énergétique

45 Fréquence de collisions bimoléculaires
En réalité chaque collision ne conduit pas toujours à une réaction Vitesse de réaction: avec énergie d’activation facteur stérique critère énergétique

46 Fréquence de collisions bimoléculaires
Constante de vitesse d’une réaction bimoléculaire A+B=>C Vitesse de réaction: avec (facteur pré-exponentiel) ARRHÉNIUS

47 Exemple On a trouvé (expérimentalement):

48 Exemples

49