Partie 1 : La transformation d`un système est

Partie 1 : La transformation d’un système
est-elle toujours rapide ?
Chap 1: Transformation lentes et rapides, interprétation
microscopique
Chimie - Terminale S
 septembre 
I/ Rappels d’oxydoréduction
1) Oxydants, Réducteurs et Couples
2) Réaction d’oxydoréduction
II/ Temps et réactions chimiques
1) Réactions lentes, rapides ...
2) Température
3) Influence de la concentration
III/ Interprétation microscopique
1) Modèle et notion de chocs efficaces
2) Retour sur les facteurs cinétiques
I/ Rappels d’oxydoréduction
1) Oxydants, Réducteurs et Couples
Définitions
◮
◮
◮
Oxydant : C’est une espèce chimique capable de gagner
un ou plusieurs électrons
Réducteur : C’est une espèce chimique capable de perdre
un ou plusieurs électrons
Couple oxydant réducteur ou redox : c’est l’association
d’un oxydant et du réducteur qui lui correspond
Exemple
On plonge une lame de cuivre dans une solution de nitrate
d’argent. Observer, faire un schéma. L’espèce Ag + est un
oxydant qui en gagnant e − se transforme en Ag . On parle du
couple Ag + /Ag .
remarque
Attention il n’a pas de lien entre la charge de l’ion et le fait
qu’il soit oxydant ou réducteur.
MnO4− et I2 sont des oxydants, Mn2+ est un réducteur...
Méthode
Pour écrire l’équation chimique concernant une réaction
d’oxydoréduction, il faut suivre la méthode :
1. Placer l’oxydant à gauche et le réducteur à droite du
signe =
2. Equiliber les éléments chimiques autres que O et H.
3. Equilibrer O en ajoutant des molécules d’H2 O du côté où
il manque des O.
+
4. Equilibrer l’élément H en ajoutant des ions H(aq)
.
5. Equilibrer les charges en ajoutant des e − du côté de
l’oxydant (à gauche)
I/ Rappels d’oxydoréduction
2) Réaction d’oxydoréduction
Exemple de l’oxydation des ions iodures par les ions
peroxodisulfate S2 O82− :
Couples : I2 /I − et S2 O82− /SO42−
Demi-équation redox :
2I − = I2 + 2e −
S2 O82− + 2e − = 2SO42−
Equation chimique :
2I − + S2 O82− = I2 + 2SO42−
(1)
(2)
II/ Temps et réactions chimiques
1) Réactions lentes, rapides ...
◮
◮
Réaction rapide : précipitation des ions Cl − . mode
opératoire : Ag + + NO3− à 0,1 mol/L + Na+ + Cl − à 0,1
mol/L.
Réaction lente : Réaction des ions peroxodisulfate S2 O8−
sur l’ion iodure I −
mode opératoire : 10 mL de peroxodisulfate à 0,1 mol/L ; 10
mL de I − à 1 mol/L.
Faire un tableau d’avancement de la réaction. Trouver le
réactif limitant.
Autre réaction lente : couché de Soleil du chimiste :
Expérience :
On fait réagir 5 mL de thiosulfate de sodium à 0,1 mol/L et 5
mL d’acide chlorhydrique (H3 O + + Cl − ) à 5 mol/L. On
observe l’apparition de deux produits : SO2 et S.
Données : couples redox : SO2 /S2 O32− et S2 O32− /S
Travail : Ecrire l’équation chimique de la réaction.
HP : il s’agit d’une dismutation
II/ Temps et réactions chimiques
2) Un facteur cinétique : la Température
En général, l’augmentation de la température permet
d’augmenter la vitesse de la réaction. Inversement on peut
stopper (ralentir considérablement) une réaction en
refroidissement brutalement le milieu : on parle de trempe.
II/ Temps et réactions chimiques
3) Un facteur cinétique : la Concentration
On reprend l’expérience précédente, on fait varier la
concentration initiale de thiosulfate.
Expérience
10 mL d’acide chlorhydrique et 50 mL de thiosulfate de
sodium à 1 mol/L puis à 0,1 mol/L puis à 0,05 mol/L.
Observer, conclure
II/ Temps et réactions chimiques
3) Un facteur cinétique : la Concentration
On observe qu’en général l’augmentation de la concentration
d’un ou de plusieurs réactifs permets d’augmenter la vitesse de
la réaction.
Conséquence
La vitesse de réaction va diminuer au cours du temps car la
concentration des réactifs diminuent au cours du temps.
Remarque : La surface de contact entre réactifs est
importante. En effet l’attaque du fer par l’acide chlorhydrique
est bien plus rapide sur de la poudre de fer que sur un clou !
III/ Interprétation microscopique
1) Modèle et notion de chocs efficaces
◮
◮
◮
Modèle : Les réactifs en solution sont en perpétuel
agitation. Cette agitation est d’autant plus grande que la
température est grande.
Pour qu’il y ait réaction chimique entre deux entités
chimiques, il faut qu ?elles se rencontrent lors d’un choc.
Si ce choc est suffisamment énergétique, les réactifs se
transforment en produit. On parle de choc efficace.
III/ Interprétation microscopique
2) Retour sur les facteurs cinétiques
Plus la concentration des réactifs est grande, plus les chocs
seront nombreux.
Ce qui explique que la concentration des réactifs soit un
facteur cinétique.
Les entités chimiques (molécules, ions ou atomes) sont en
perpétuel mouvement dans un fluide (liquide ou gaz). C’est
l’agitation thermique : plus la température est élevée, plus la
vitesse des entités est grande. Cela augmente la fréquence des
chocs et leur efficacité.
Ce qui explique que la température soit un facteur cinétique.