Facteurs ayant une influence sur la vitesse des réactions chimiques

 
 
Les facteurs cinétiques sont les facteurs susceptibles de modifier les vitesses de formation d’un produit ou de disparition d’un réactif. Ils influent sur la durée d’une transformation chimique. La concentration des réactifs et la température sont deux facteurs cinétiques essentiels.

1) Influence des concentrations


En général, la vitesse de formation d’un produit ou de disparition d’un réactif augmente avec la concentration initiale d’un ou plusieurs des réactifs mis en jeu

Interprétation
En solution, les molécules ou les ions des réactifs sont soumis à des mouvements incessants (mise en évidence par le mouvement brownien) au cours desquels se produisent des chocs pouvant, dans certains cas, engendrer les produits. La vitesse de formation des produits est d’autant plus grande que le nombre de rencontres efficaces est élevé. La probabilité de rencontre des réactifs augmente avec leur concentration, puisque dans un volume donné de solution, le nombre d’entités de réactifs est plus important. Ainsi la vitesse de formation des produits augmente avec la concentration des réactifs.

On comprend ainsi pourquoi, lors des de l’évolution d’une réaction, la vitesse d’apparition d’un produit ou de disparition d’un réactif diminue et tend vers zéro : la concentration des réactifs diminuant au cours de la réaction, les probabilités de rencontres efficaces sont de plus en plus faibles.

Utilisations pratiques

On ralentit une réaction qui menace de s’emballer en effectuant une dilution du milieu réactionnel (lorsque les réactifs sont solubles dans l’eau).
Le lavage à grande eau d’une partie du corps atteinte par la projection d’un corps dangereux contribue à diminuer la vitesse d’attaque de la peau par cet agent chimique en réduisant sa concentration locale.

2) Rôle de la température


En général, la vitesse de formation d’un produit ou de disparition d’un réactif augmente avec la température

Interprétation

Les chocs qui se produisent entre les molécules ou les ions des réactifs ne conduisent pas toujours aux produits de la réaction. La transformation des réactifs en produits exige généralement la rupture de liaisons chimiques, ce qui nécessite un apport d’énergie provenant du transfert d’énergie d’agitation microscopique des espèces réagissantes au moment du choc.
A une température donnée, toutes les entités (molécules ou ions) n’ont pas la même énergie : seules les entités les plus énergétiques sont responsables de chocs efficaces. Comme la proportion d’entités hautement énergétiques croît de façon importante avec la température, une élévation de température entraîne un plus grand nombre de chocs efficaces par unité de temps. Il en résulte une nette augmentation de la vitesse de réaction. (pratiquement, on constate qu’une élévation de température de l’ordre d’une dizaine de degrés double la vitesse des réactions les plus courantes)

Utilisations pratiques

Élévation de température
  • Dans l’industrie comme au laboratoire, un très grand nombre de réactions doivent être accélérées par chauffage. Mais il faut éviter la décomposition des réactifs : il est nécessaire de bien contrôler la température afin d’éviter les échauffements locaux (réactions exothermiques) pouvant provoquer des réactions parasites ou explosives.
  • La cuisson des aliments met en jeu des réactions chimiques complexes. Le temps de cuisson est donc d’autant plus court que la température de cuisson est plus élevée. C’est pourquoi un autocuiseur permet de réduire considérablement le temps de cuisson des aliments. En effet, ceux-ci enfermés avec de l’eau dans une enceinte étanche où règne une pression de l’ordre de 2 bars, peuvent être cuits à une température de près de 12°C car l’eau bout à une température plus élevée sous cette pression que sous la pression ambiante (1 bar, température d’ébullition de 100°C)

Abaissement de la température
  • La dégradation des aliments est une suite de réactions chimiques de décomposition dues à l’action de micro-organismes et qui produisent des poisons appelés « toxines ». Comme pour toutes réaction chimique, elles sont d’autant plus lentes que le température est basse. Ainsi, la température voisine de 3°C d’un réfrigérateur permet la conservation des aliments quelques jours, alors que celle d’un congélateur (température inférieure à 18°C) permet une conservation de plusieurs mois
  • La trempe consiste en un refroidissement brutal du milieu réactionnel, destiné à arrêter la réaction qui s’y déroule, afin de figer le système pour pouvoir déterminer sa composition instantanée. Ce procédé est souvent employé dans un suivi cinétique par dosage volumétrique.


 


 

 

 









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