Cinétique formelle des réactions complexes : exercices

Résumé du document

On utilise des mélanges non stoechiométriques d'acide nitrique et de mononitrobenzène. On note a et b leurs concentrations initiales respectives et on se place dans le cas où a > b.

a. Etablir l'équation différentielle régissant la concentration en nitrobenzène. En déduire la constante apparente de vitesse en fonction des données.
b. Etablir la relation entre a, b, les concentrations en acide nitrique et en mononitrobenzène et le temps t.
c. Exprimer littéralement le temps de demi-réaction de ce système.
d. (...)

Extraits

[...] On effectue le rapport des deux expressions précédentes pour s'affranchir du temps : . En intégrant entre les concentrations initiales nulles et les concentrations à l'instant on obtient : . Le rapport est constant au cours du temps. e. On est toujours dans le cas a > b. On a donc réactif limitant, on a donc lorsque ; ; et : d'où . f. On a le système à résoudre : On en déduit : et : Corrigé 3 : a. [...]

[...] et trouver une relation entre k', et Etude expérimentale. a. Vérifier que les résultats expérimentaux sont en accord avec l'expression proposée. b. Déduire des résultats expérimentaux les valeurs de k et k'. Exercice 2 : Le nitrobenzène , noté dans ce qui suit peut réagir avec l'acide nitrique pour donner deux réactions jumelles de substitution, d'équation : Les deux réactions sont du premier ordre par rapport à chacun de leurs réactifs. On note : - et leurs constantes de vitesses respectives. [...]

[...] On obtient et on calcule λ avec les conditions initiales : à t = on doit avoir = 0 soit : d'où : . On en déduit : . c. A t = 2,4 min, on constate dans le tableau de valeur que : . - Pour les temps supérieurs, les variations de sont faibles. X est dans un état quasi-stationnaire. On peut lui appliquer l'AEQS ce qui induit . - Dans cette hypothèse, on a : et d'où : . [...]

[...] TD 3 CORRIGE Cinétique formelle des réactions complexes. Exercice 1 : On étudie l'équilibre : . On réalise une solution de 3-oxobutanoate d'éthyle dans le chloroforme, dans laquelle les concentrations en énol et en cétoester valent respectivement et à l'instant t = et e et c à l'instant t. La concentration totale en énol + cétoester est égale à . On appelle et x la fraction molaire d'énol respectivement à l'instant initial et à l'instant t. A l'instant initial, on introduit un catalyseur et on suit l'évolution de la fraction molaire d'énol x au cours du temps. [...]

[...] On peut poser : b. Il faut décomposer la fraction rationnelle en élément simples avant de l'intégrer entre t = 0 et t quelconque Soit à résoudre le système : Soit à intégrer entre t = 0 et t : ce qui conduit à : . c. est le réactif limitant > b). On définit donc quand : . On a donc au temps de demi-réaction. En remplaçant dans la loi de vitesse, on obtient : d'où : . d. [...]