Cinétique des systèmes chimiques : vitesses de réaction et facteurs cinétiques

Résumé du document

Le système que nous allons étudier va être le siège de réactions chimiques. Il est d'usage de qualifier, en particulier dans l'industrie chimique ce système de réacteur. Le réacteur représente l'enceinte physique où se déroule la réaction chimique (...)

Extraits

[...] En effet la thermodynamique ne s'intéresse qu'au point de départ (l'état initial) et qu'au point d'arrivée (l'état final) d'une transformation chimique et ignore ce qui se passe entre ces deux états. La cinétique chimique a pour objet l'étude de la vitesse à laquelle se déroule une transformation chimique. Elle étudie donc ce qui se passe entre l'état initial et l'état final d'un système au cours d'une transformation chimique, état initial et état final qui sont entièrement décrits par les seuls lois de la thermodynamique. Pour résumer : Objet de la cinétique chimique Etude de l'évolution au cours du temps d'une réaction chimique thermodynamiquement possible. [...]

[...] i " ) , on obtient : v f (Bi ) = + dni = = " i vr dt dt 2.3 Vitesse volumique de réaction On préfère en général travailler avec des grandeurs intensives, Pour un réacteur de volume V (éventuellement variable), on définit : vitesse de réaction volumique : v = 1 V dt v s'exprime en mol.s-1.m- Vitesse volumique de réaction en réacteur isochore et monophasé La plupart du temps, nous allons étudier un système monophasé et le réacteur sera isochore constant). [...]

[...] Il est d'usage de qualifier, en particulier dans l'industrie chimique ce système de réacteur. Le réacteur représente l'enceinte physique où se déroule la réaction chimique. Dans le cadre du programme, nous allons nous placer dans les hypothèses suivantes : Le réacteur est fermé, il n'échange pas de matière avec l'extérieur. Le réacteur est de composition uniforme. Grâce à une bonne agitation, la composition du mélange est la même en tout point du réacteur. Le plus souvent, le réacteur sera isochore, son volume restera constant au cours du temps. [...]

[...] Il y a deux cas de non évolution d'une réaction chimique au cours du temps : ! La réaction est thermodynamiquement impossible. ! La réaction est thermodynamiquement possible mais la vitesse d'évolution est infiniment lente, on parle de blocage cinétique. La cinétique chimique nous fournit un outil précieux pour l'étude des réactions chimiques aussi bien à l'échelle macroscopique qu'à l'échelle moléculaire. A l'échelle macroscopique, elle nous apporte des informations sur les processus chimiques complexes tels que ceux qui se déroulent dans le corps humain ou dans l'atmosphère terrestre. [...]

[...] Il faut bien noter que lorsqu'une vitesse caractérise une réaction chimique dans son ensemble, les coefficients stœchiométriques sont présents, ce n'est plus le cas quand on s'intéresse à la vitesse d'une espèce en particulier. Les expressions des trois vitesses encadrées et grisées ( v = et vd (Bi ) = % d dt d "Bi # 1 d # v f (Bi ) = + $ % ! i dt dt ) sont celles que nous allons utiliser le plus souvent. [...]