Vitesse volumique d'une réaction
A partir de la représentation de l'évolution de l'avancement d'une transformation chimique en fonction du temps il est possible de déterminer la vitesse de la réaction à un temps donné.
Définition : Vitesse volumique d'une réaction
La vitesse volumique v(t) d'une réaction chimique est calculée à partir de la formule :
Avec :
le volume du milieu rédactionnel en L
la dérivée de l'avancement x par rapport au temps t en
La valeur de la dérivée temporelle
à un temps
correspond à la pente de la tangente à la courbe au point d'abscisse
.
Fondamental :
Pour calculer la vitesse volumique v(
) au temps
à partir de la courbe x(t) donnée ci-dessous la méthodologie est la suivante :
- On trace la tangente à la courbe au point M dont l'abscisse est
(droite en marron)
- On calcule la pente de la tangente à partir des segments [NO] et [OP] : pente =
. On obtient la valeur
, donc
- le volume de la solution est égal à 10 mL, alors
au temps
, v(
)
(formule :
)
Fondamental :
En règle générale la vitesse d'une transformation chimique diminue au fur et à mesure que l'avancement augmente. Ceci est dû à la diminution de la quantité de réactifs dans le milieu réactionnel (et donc de la probabilité de rencontre des réactifs entre eux).
Cette diminution de la vitesse peut être observée sur la courbe ci-dessous. Pour les 3 valeurs du temps sélectionnées (
,
et
) on observe que la valeur de
( = pente de la tangente tracée) diminue quand le temps augmente. Cette diminution de la valeur de
entraîne celle de la vitesse volumique v(t)
Attention :
Il est possible de déterminer la vitesse volumique d'une transformation chimique à un temps t donné à partir des courbes d'évolution de la quantité de matière ou de la concentration des produits ou des réactifs en fonction du temps. Cette approche qui n'est pas présentée dans ce cours est un peu plus délicate car il faut tenir compte notamment des coefficients stœchiométriques et du signe de la dérivée temporelle (négatif pour les réactifs).
