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Cet article fait doublon avec cinétique
chimique. Il a été demandé de les fusionner sur la page prévue à cet effet. Merci de n'y apporter aucune modification tant que cette fusion n'aura pas été effectuée et que ce message n'aura pas disparu. |
La cinétique est l'étude de la vitesse de réaction chimique. Celle-ci dépend de plusieurs facteurs tel que la surface de contact entre les réactifs, leurs concentrations, et la température à laquelle la réaction se produit. Pour une réaction chimique, on définit la vitesse de réaction à volume constant vr:
![v_r = \frac{1}{\pm \nu} \frac{d[C]}{dt} = k(T) \prod_i [A_i]^{P_i}](/Images/4/4c1bd5b505a888656428ae0420aca9a2.png)
Où [C] est la concentration d'un des composés, et ν son coefficient stoechiométrique, pris avec le signe + si c'est un produit et - si c'est un réactif. k(T) est la constante de vitesse dépendante uniquement de la température. [Ai] sont les concentrations des différents réactifs. Les exposants Pi sont appelés ordre partiel de la réaction par rapport au réactif i. La somme des ordres partiels est l'ordre global de la réaction.
Par exemple, pour la réaction 2NO + H2 → N2O + H2O la vitesse est
![v_r = \frac{-1}{2} \frac{d[NO]}{dt} = \frac{d[H_2O]}{dt} = k(T) [NO]^2[H_2]](/Images/4/4114c5dcf53fc0e9eafd0b689d4dbea7.png)
Les ordres partiels dépendent du mécanisme physique par lequel la réaction a lieu. La cinétique peut servir à étudier un tel mécanisme. Par exemple pour une réaction avec une seule étape nous avons, pour une réaction de type k A + m B → C + D:
![\frac{d[C]}{dt} = ke^{-E_a/RT} [A]^{k}[B]^{m}](/Images/6/6c5ef65bb99f2f4df40d4fe58ffc8e9e.png)
Ici Ea est l'énergie d'activation, c'est-à-dire l'énergie par mole qui est nécessaire pour les produits puissent réagir. Comme à une température T les molécules possèdent une énergie correspondant à la distribution de Boltzmann, on peut s'attendre à ce que la proportion de collisions avec une énergie supérieure à Ea varie suivant e-Ea/RT. Où K représente des facteurs tel que la probabilité que les molécules aient la bonne orientation lors du choc, de leurs dimensions etc.
Pour une réaction possédant plusieurs étapes, la vitesse est déterminée par l'étape la plus lente. En générale la concentration de réactifs n'est pas fixée seulement par un seul mécanisme, mais durant la réaction, la réaction inverse peut se produire. La réaction peut donc atteindre un état d'équilibre chimique où la réaction primaire se produit à la même vitesse que sa réaction inverse.
