Énergie d'activation et catalyse

Rappel

L'→    énergie d'activation $E_a$ d'une réaction détermine sa constante de vitesse $k$: $k$ $=$ $Ae^{-\frac{E_a}{R\cdot T}}$

où - $T$ est la température absolue (en $K$) - $E_a$ l'énergie d'activation (en $J$ ) - $R$ la constante des gaz parfaits $(8,3 \frac{J}{mol\; K} )$ - $A$ $\approx$ une constante pour une réaction donnée

Action du catalyseur

Si $E_a$ diminue, $k$ augmente et donc aussi la vitesse de réaction:

(1) montre l'évolution de la molarité d'un réactif $A$ sans, (2) avec un catalyseur.

Exemple

Supposons qu'une réaction possède une énergie d'activation de $24,9 \;kJ$ à $27^oC$. Un catalyseur abaisse cette énergie à $\frac{1}{10}$ de sa valeur. Calculer de combien sa vitesse sera augmentée!

Appelons $k_1$ la constante de vitesse sans catalyseur, $k_2$ la constante de vitesse avec catalyseur. Alors on a: $\frac{k_2}{k_1}$ $ =$ $\frac{Ae^{-\frac{24900}{8,3\cdot 300}}}{Ae^{-\frac{24900}{10\;8,3\cdot 300}}} $ $\approx $ $8000$ La vitesse est multipliée par $8000$ !