Partie 1 : La transformation d`un système est
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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.