La cinétique chimique étudie l'évolution temporelle d'une réaction chimique thermodynamiquement possible. Lors d'une réaction chimique, le passage de l'état initial à l'état final ne se fait pas instantanément. En effet, il va y avoir entre ces deux grands états un nombre plus ou moins grand d'étapes intermédiaires. Son objectif principal est de déterminer la vitesse de la réaction et ses déterminants. Ce cours est un grand classique du concours d'admission en deuxième année de médecine qu'il faut maitriser. Car, une fois les formules comprises les QCM sont accessibles et rapportent des points précieux.

Ce deuxieme chapitre vient venir compléter le programme de Terminale qui aborde ces aspects via la comparaison des temps de demi réaction. Nous allons dans un premier temps aborder la notion de vitesse de réaction, pour continuer sur les facteurs l'influencant, dits facteurs cinétiques.

 

Vitesse de réaction

La vitesse de réaction est une grandeur expérimentale, mesurée en laboratoire pour des réactions données. D'un point de vue microscopique, elle est directement corrélée à la quantité de chocs entre molécules par unité de temps. Lors de la transformation chimique mettant en jeu deux réactifs A et B, aboutissant à la formation de deux produits C et D, la vitesse de réaction peut s'exprimer de multiples manières. Dans le cas précédent, nous avons à notre disposition quatres manières de la définir que nous allons étudier ensemble. Un QCM d'application vient compléter cette partie.

Dès lors, certaines réactions sont lentes, d'autres sont rapides. Le rôle du chimiste va notamment être d'accélerer ces réactions lentes via des facteurs cinétiques.

 

Facteurs cinétiques

De manière intuitive, chacun est capable d'énoncer quelques facteurs pouvant accélerer la vitesse d'une réaction tel que l'apport de chaleur. Nous allons ensemble étudier les facteurs cinétiques principaux que sont la concentration et la température. Se rattache à cela une seconde manière d'exprimer la vitesse en en fonction de la constante de vitesse et des concentrations.

 

Influence de la concentration

En effet, à température fixe, plus la concentration en espèces augmente, plus la vitesse de la réaction augmente. Cette augmentation s'explique par l'accroissement de la probabilité que les molécules entrent en collision.

Nous allons ensemble introduire le concept d'ordre de réaction, et la formule associée. Elle vient directement quantifier l'influence de la concentration sur la vitesse de réaction. Pour finir, deux cas particuliers sont largement représentés en chimie : l'utilisation de réactifs en proportions stoechiométriques et la dégénérescence de l'ordre.

 

Influence de la température

Afin de compléter la description qualitative initiée au lycée, nous allons des notions quantitatives.

Lorsqu'on augmente la température d'un milieu, on augmente l'agitation thermique des molécules, et donc leur énergie cinétique. De fait, la probabilité de rencontre entre molécules augmentent, et donc la vitesse. Il est possible de quantifier cette augmentation de vitesse liée à la température grace à la constante de vitesse k et la loi d'Arrhenius. Nous allons vous présenter les différents déterminants de cette formule, les unités associées, et introduire la notion d'énergie d'activation, paramètre crucial dans l'initiation d'une réaction chimique. Pour finir, un QCM d'application regroupe l'ensemble des notions découvertes dans cette vidéo.

S'ajoute à cela d'autres facteurs cinétiques que nous allons vous présenter en fin de séance.