La vitesse d'une réaction

Observation

vitesse

Dans cette expérience la couleur (donc la concentration !) d'un réactif diminue avec le temps. En physique, on définit la vitesse d'un mobile comme le rapport entre la distance parcourue ( = variation de la distance) et le temps nécessaire pour parcourir cette distance ( = variation du temps). Par analogie, en chimie, il vient l'idée de définir la vitesse d'une réaction comme le rapport entre la variation de concentration et le durée de cette variation ( = variation du temps).

Définitions

Si $\Delta [X]$ est la variation de la molarité d'un réactif X ( = molarité finale - molarité initiale!), grandeur négative (la molarité du réactif X diminue!), et $\Delta t$ la durée de cette variation, alors on définit:

Vitesse d'une réaction chimique par rapport à un réactif X : $v_X$ $=$ $\frac{\Delta[X]}{\Delta t}$

( Le signe - vient du fait qu'on voudrait avoir une vitesse positive!)

Si on définissait la vitesse par rapport un produit Y de la réaction, il faudrait évidemment laisser ce signe - de côté, puisqu'alors la molarité du produit augmenterait au cours du temps!

Vitesse d'une réaction chimique par rapport à un produit Y : $v_Y$ $=$ $\frac{\Delta[Y]}{\Delta t}$

Vitesse moyenne,vitesse instantanée

La vitesse définie jusqu'ici est la vitesse moyenne de la réaction entre deux temps $t_i$ (temps initial) et $t_f$ (temps final) avec $\Delta t$ $=$ $t_f$ $-$ $t_i$.

graphique1

Vitesse moyenne entre C et B = $-\frac{[X_f]-[X_i]}{t_f-t_i}$ = - pente de la sécante par C et B

(dans ce cas) = $-\frac{0,3-0,56}{60-20}$ = $0,0065$ $\frac{mol}{L\cdot s}$

Si on rend cette différence très petite, on obtient une vitesse "instantanée".

graphique2

Vitesse instantanée en P = - pente de la tangente en P

(dans ce cas) = $-\frac{0,1-0,4}{56-32}$ = $0,0125$ $\frac{mol}{L\cdot s}$