[PDF] Exercices dapplication en cinétique chimique Exercice N°1

View - Download Exercices dapplication en cinétique chimique Exercice N°1

Previous PDF

Next PDF

1

UNIVERSITE DE BATNA

2 juin 2019

SC ST

Exercices d"application en cinétique chimique

Exercice N°1

Réponse :

Soit x, l'avancement de la réaction

2 NO 2 (g) N2 O 4 (g) t = 0 a 0 t a 2x x La quantité totale du gaz à l'instant t est égale à (a- 2x + x = a-x)

Rappel : loi de Dalton relative

aux pressions partielles

La pression partielle d'un gaz au sein d'un mélange de gaz est égale à sa fraction molaire multipliée par la

p ression totale.

Soit, si

est la fraction molaire du gaz 'i', alors sa pression partielle est donnée par la formule

Soit ܲ

, la pression à l'instant t = 0 on peut écrire P0V = nRT

La pression à l"instant

‘t" est déterminée par la quantité de gaz présente à cet instant, soit :

La réaction de dimérisation suivante, a été étudié en mesurant la diminution de la pression totale en

fonction du temps t, à volume et température constants : 2 NO 2(g) N 2 O 4 (g)

Temps(min) 0 10 30 60 90 120 150

P(mmHg) 632 591 533 484 453 432 415

1) Trouver la pression partielle du monomère restant en fonction du temps.

2) En déduire l'ordre de la réaction, par rapport au dioxyde d'azote.

2 (2)

On demande la pression partielle ܲ

du réactif restant à l'instant t,

Soit ݕ

la fraction molaire du réactif ܣ

En appliquant la loi de Dalton, on obtient :

(4)

En remplaçant

‘x" par son expression (2) dans (4) on obtient :

ܽ=െ2(ܲ

െ2(ܲ െ2ܲ +2ܲ +2ܲ =(2െܲ =(2െܲ

2) détermination graphique de l"ordre de la réaction (méthode intégrée)

Temps(min) 0 10 30 60 90 120 150

632 591 533 484 453 432 415

632 550 434 336 274 232 198

6.45 6.31 6.07 5.82 5.61 5.45 5.29

0.0016 0.00186 0.00236 0.0030 0.0037 0.0043 0.0051

La représentation graphique montre

une relation linéaire (droite) entre l'inverse de la pression partielle du réactif et le temps. On en déduit que la réaction est bien du deuxième ordre.

0200400600800

-401060110160 P A

Temps (min)P

A = f(t)

55.566.5

-4060160 LnPA temps (min)Ln PA = f(t)

00.0010.0020.0030.0040.0050.006

-401060110160 1/PA temps (min)1/PA = f(t) 3

Exercice N°2

Soit une réaction de premier ordre

A B

Déterminer le pourcentage de A qui réagit

pendant deux heures, si pendant une heure la quantité réagissant de A est de 15%.

Réponse

Equation intégrée du premier

ordre, ln(ܽെݔ)=݈݊ܽ H J (2) Soit x1 la quantité réagissant au bout d"une heure ݔ ==0,15ܽ t = 1 h, ݔ =0,15ܽ, ܽ =0,85ܽ

En substituant dans (2), on obtient :

݇=0,1625 ܪ

Soit ݔ

la quantité de A ayant réagissant, au bout de 2 heures, on a :

0,1625=1

2

Si on pose ݕ

= la fraction molaire de A réagissant à 2 h, ݔ

0,1625=1

2 =12݈݊1

1െݕ

0,1625=12

݊1

1െݕ

1

1െݕ

=2כ െln(1െݕ )=2כ ln (1െݕ )=െ2כ

1െݕ

=െ1+݁ =1െ݁ =0,277=27,7

100=27,7%

4

Exercice N°3

Solution

On constate que le temps de demi-réaction dépend de la concentration initiale (pression initiale),

du réactif. On en déduit que la réaction n'est pas du premier ordre. On constate aussi que le temps de demi-réaction est inversement proportionnel à la quantité initiale du réactif. On en déduit que la réaction ne peut être d'ordre zéro. Reste à vérifier, si la réaction est d'ordre 2, 3, .....ou n.

Première méthode

(méthode de substitution ou d'intégration) : on vérifie l'ordre pour lequel la constante

de la vitesse est vraiment constante pour différentes concentrations initiales du réactif (la température

étant maintenue constante).

Ordre 2

= 1

Substituons les valeurs de ݐ

pour différentes valeurs de = 1

380כ480=63כ

= 1

360כ420=66כ

= 1

225כ570=78כ

= 1

120כ1150=72כ

= 1

60כ2350=71כ

Deuxième méthode :

Soit la réaction de décomposition de l"éthanal à 500 °C, CH

3CHO(g)

CH 4(g) CO(g) On donne les temps de demi réaction, pour différentes conditions initiales

P0(mmHg) 480 360 225 120 60

T1/2 300 420 570 1150 2350

Déterminer l"ordre de la réaction en utilisant deux méthodes. 5 H J= +1=݈݊330 420

݊360480

+1=2,03

݊=݈݊420570

݊225360

+1=2,11

݊=݈݊1150

2350

݊60

120
+1=2,03

݊=2

Les deux méthodes montrent que la réaction est d'ordre 2.

Exercice N°4 (problème)

Soit la réaction d"hydrolyse de l"éthanoate de méthyle, CH 3

CHOOCH

3(l) + H 2O(l) CH 3

COOH(l)

CH

3OH(l)

On suit la réaction, en prenant dans un premier temps, l"ester comme réactif limitant en concentration négligeable devant celle de l"eau : =0,70 ܯ =52,19 ܯ L'avancement de la réaction en fonction du temps en minutes est rassemblé dans le premier tableau : t(min) 200 280 445 620 1515 1705 x(M) 0.084 0.12 0.17 0.23 0.43 0.46

Dans un deuxième temps (une

autre expérience), l"ester est pris en excès, mais la concentration de l"eau n"est pas négligeable, soit : =2,51 ܯ =0,99 ܯ Le suivi de la réaction donne les résultats suivants : t(min) 60 120 180 240 x(M) 0.14 0.26 0.36 0.42

Travail demandé :

Démonter, par la méthode d"intégration, que l"ordre partiel de la réaction par rapport à l"ester est égal à 1.

En déduire

que l"ordre global de la réaction d"hydrolyse, est égal à 2. 6

Solution :

Première manipulation (méthode d'isolement)

ܾاܽ ݁ݐ 0൑ݔ൑ܾ ֜ ܽെݔ ൎܾ

݇Ԣ : pseudo constante de la vitesse de réaction en maintenant la concentration de l'eau [݁ܽ

La méthode d'intégration

consiste à calculer la constante de la vitesse, pour différentes concentrations du réactif. Dans le cas du premier ordre (n = 1) la constante est donnée par l'expression :

݇=1

H J= =FT

ܽ=0,70 ܯ

=1 H J= =FT 5 =1

200݈݊0,70

0,70െ0,084=6,39כ

=1 H J= =FT 6 =1

280݈݊0,70

0,70െ0,12=6,71כ

=1 H J= =FT 7 =1

445݈݊0,70

0,70െ0,17=6,25כ

=1 H J= =FT 8 =1

620݈݊0,70

0,70െ0,23=6,42כ

=1 H J= =FT 9 =1

1515݈݊0,70

0,70െ0,43=6,29כ

=1 H J= =FTquotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

[PDF] cinétique chimique exercices corrigés terminale

[PDF] cinétique chimique ordre

[PDF] cinétique chimique tp

[PDF] cinétique formelle exercices corrigés

[PDF] cinétique relativiste correction

[PDF] cinq semaines en ballon analyse

[PDF] cinq semaines en ballon cm1

[PDF] cinq semaines en ballon pdf

[PDF] cinq semaines en ballon saint malo

[PDF] cioran citations

[PDF] circle éducation

[PDF] circonscription bobigny 1

[PDF] circonscription bobigny 2

[PDF] circonscription bobigny 5

[PDF] circonscription nice 2