Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Taux instantané vs moyen
- Dépendance stœchiométrique des taux
- Taux de réaction positif
- Hypothèses du taux de réaction
- Calcul numérique du taux de réaction
- Calcul du taux graphique
La vitesse à laquelle les substances chimiques réagissent varie considérablement. Un clou peut prendre des années à rouiller, alors que les explosifs explosent en millièmes de seconde. Généralement, une vitesse de réaction implique le changement de la concentration d'une substance sur une période de temps donnée. Vous calculez le taux de réaction en divisant le changement de concentration par le temps écoulé. Vous pouvez également déterminer graphiquement le taux d'une réaction en recherchant la pente de la courbe de concentration.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Pour calculer la vitesse d'une réaction chimique, divisez les moles de substance consommées ou produites par le nombre de secondes nécessaires à la réaction.
Taux instantané vs moyen
La vitesse d'une réaction peut changer avec le temps. Lorsqu'un réactif est utilisé, par exemple, sa vitesse diminue généralement. Vous devez donc faire la distinction entre la vitesse de réaction instantanée, c'est-à-dire la vitesse pour un instant donné, et la vitesse moyenne, qui détermine la vitesse au cours de la réaction.
Dépendance stœchiométrique des taux
Les vitesses de réaction pour différents produits et réactifs dépendent les unes des autres en fonction de la stoechiométrie de la réaction. Lorsque vous déterminez le taux pour une substance dans une réaction, la recherche des taux pour les autres substances consiste simplement à multiplier les rapports molaires par le taux de la substance connue. Par exemple, considérons la combustion du méthane:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
La réaction consomme deux moles d'oxygène pour chaque mole de méthane et produit une mole de dioxyde de carbone et deux d'eau. Le taux de réaction de l'oxygène est le double de celui du méthane, mais le taux de CO2 est la même que pour le méthane.
Taux de réaction positif
Une vitesse de réaction doit toujours être un nombre positif. Lorsque vous calculez le taux de réaction d'un produit, un taux positif apparaît naturellement car la concentration de la substance augmente avec le temps. Mais vous multipliez le calcul pour un réactif par un négatif (-1) pour le rendre positif, car sa concentration diminue avec le temps.
Hypothèses du taux de réaction
Quelques facteurs environnementaux différents peuvent modifier la vitesse d'une réaction, notamment la température, la pression et la présence de catalyseurs. Vous devez être conscient de ces facteurs lorsque vous effectuez des calculs de taux. Dans des conditions de température et de pression standard (STP), vous pouvez supposer que la réaction s'est produite à la température ambiante et à la pression atmosphérique standard.
Calcul numérique du taux de réaction
Vous pouvez exprimer les vitesses de réaction en unités de moles par litre par seconde ou en mol × L-1 × s-1. Pour calculer une vitesse de réaction, il suffit de diviser les moles de substance produites ou consommées dans la réaction et de diviser par le temps de réaction en secondes.
Par exemple, 0,2 mole d'acide chlorhydrique dans 1 litre d'eau réagit avec les 0,2 mole d'hydroxyde de sodium, formant de l'eau et du chlorure de sodium. La réaction prend 15 secondes. Vous calculez le taux de réaction de l'acide chlorhydrique comme suit:
.2 moles HCl ÷ 1 L = .2 moles par litre (mol × L-1 ).
.2 moles par litre ÷ 15 secondes = 0,0133 mol × L-1 × s-1.
Calcul du taux graphique
Vous pouvez mesurer et enregistrer la concentration d'un produit ou d'un réactif au cours d'une réaction. Ces données produisent généralement une courbe qui diminue pour les réactifs et augmente pour les produits. Si vous trouvez la ligne tangente en un point quelconque de la courbe, sa pente est le taux instantané pour ce point dans le temps et pour cette substance.