Voici le scan d'un compte-rendu qui devrait être utile aux absents et à ceux qui veulent compléter leurs nots prises en classe.

TP17 : Cinétique suivie par spéctrophotométrie

Voici quelques exercices résolus supplémentaires et la feuille d'exercices des leçons CC1 et CC2 :

ERCC3 :

ERCC4 :

ERCC5 :

ERCC6 :

Exercices de Cinétique chimique CC1/CC2 :  

Lundi prochain, nous aurons TP de chimie (apporter votre blouse !) où nous suivrons une réaction acido-basique par conductimétrie.

La conductimétrie est une technique expérimentale qui peut également être utilisée pour déterminer la cinétique d'une réaction.

Pour vous entraîner à ce sujet (je vous rapelle que vous avez un DS vendredi prochain...) :

• cf. absolument le DM n°13 que je viens de mettre en ligne :

Hydrolyse du tertiobutyle et son corrigé

• cf. Ex-CC1.9, Ex-CC2.6 : Hydrolyse du 2-chloro 2-méthyl propane

• voir également un très bon exercice du concours Centrale 1997 et disponible en ligne sur le site de Stéphane Cortot, professeur au lycée Janson de Sailly (première partie du DS) :

 * obtention du MTBE par synthèse de Williamson

 * corrigé

Pour la première question :

- On fait un tableau d'avancement à l'état initial et à l'état final (équilibre où l'avancement est ξ).

- On prend soin d'ajouter une colonne pour comptabilier les quantités de matières gazeuses à droite du tableau d'avancement)

- puisqu'on part d'un mélange stoechiométrique, on connaît le mélange initial, ici : 1 mol pour chacun des réactifs puisque les |ν_i|des reactifs sont tous égaux à 1 !

- Donc 0,986 mol représente aussi bien le taux de dissociation (98,6%) que l'avancement de la réaction à l'équilibre (ξ=0,986 mol).

- On connaît donc la composition finale.

- On peut calculer les pressions partielles et donc exprimer, puis calculer K_p comme on a fait en cours vendredi dernier.

On ne peut pas réutiliser la valeur de Kp obtenue à la question 1 pour résoudre la question 2 :

- puisque l'énoncé précise à la question 2 qu'on travaille à une température différente de celle de la question 1 ;

- par ailleurs, la nouvelle valeur de Kp est fournie dans la même phrase de l'énoncé...

Pour répondre à la question 2:

- faire un tableau d'avancement de la réaction pour un équilibre à 600 K en partant du même mélange (1 mol pour chacun des réactifs) et introduisant l'avancement  ξ (inconnu pour l'instant) à l'équilibre.
- Il faut exprimer les pressions partielles en fonction de cet avancement et de la pression totale P_T à l'équilibre.
- Il faut exprimer K_p en fonction des activités, donc de l'avancement ξ, de P_T et de P°.
- Il faut en déduire le polynôme du second degré dont l'avacement est la racine :

 ξ²-2ξ+K_pP_T/(1+K_pP_T)=0

- Il faut ensuite se placer dans chacun des sous-cas :
     a) cas P_T=1 bar
     b) cas P_T=10 bar
- Pour chacun cas, calculer les coefficients du trinôme, et le résoudre. O

- On trouve l'avancement à l'équilibre.
- On en déduit la composition du mélange à l'équilibre.

- Les compositions finales sont fournies à la fin de l'énoncé (p. 2).

Bon travail ;-)

On m'a posé la question suivante :

"Je n'ai pas très bien saisi la notion de réaction en chaîne. Pour qu'il y ait réaction en chaîne, il faut que les intermédiaires réactionnels soient régénérés au cours du mécanisme réactionnel. Dans l'exercice CC3.4 par exemple, les deux IR sont régénérés, mais la réaction n'est pas une réaction en chaîne... Faut-il qu'au moins un des IR soit régénéré dans tout le mécanisme réactionnel?"

Bonnes questions.

• Pour qu'une réaction soit en chaîne il faut qu'un seul de ses Intermédiaires Réactionnels, au cours d'une phase de propagation des IR, se régénère après avoir été consommé au moins une fois : il faut donc pour un IR qu'il y ait formation de cet IR, au moins une consommation suivie d'une reformation : ces deux dernière étape participant à la phase de propagation.
• Dans le cas de l'exercice CC3.4, il n'y a que deux IR : N₂O₂ et H₂O₂ ; les autres espèces sont soit des réactifs soit ses produits de la réaction complexe.
• pour H₂O₂ : il est formé (3) et immédiatement consommé (4) sans jamais être régénéré.
• pour N₂O₂ : formation en (1) et consommation en (2) et (3), mais aucune régénération dans une quelconque phase de propagation ((1) ne peut pas être considéré comme une réaction de régénération puisqu'il s'agit de l'unique phase de génération)
  Rque : autre manière de voir :
  l'énoncé distingue (1) de (2) en orientant "incorrectement" (2) qui est en fait un retour vers la formation du réactif : en réalité étape (1)/(2) forment "un équilibre à chaque instant" : il s'agit d'une seule et même étape du mécanisme : la phase de propagation qui génère l'IR N₂O₂ : il faudrait l'écrire sous la forme : 2NO = N₂O₂ comme on a déjà écrit --- avec une constante de vitesse k₁ pour le sens --> (1) et une constante de vitesse k₂ pour le sens <-- (2)
  [en fait, dans le cours et dans la plupart des exercices, on écrit non pas k₂ mais plutôt k_-1 pour le sens <-- qu'on note plutôt (-1) ]
• Ainsi l'intermédiaire réactionnel N₂O₂ est constitué par l'équilibre (1)/(2) et immédiatement consommé par la réaction suivante (3) sans jamais être régénéré.
• ==> il n'y a aucun IR formé/consomé pui régénéré dans ce mécanisme --- il s'agit donc d'une séquence ouverte.