Cette vidéo sera dédiée à la détermination de l'ordre partiel dans le cas d'une réaction à plusieurs réactifs et à l'introduction de la notion d'actes élementaires.
Dans le cours précédent, nous avons comment déterminer l'ordre de la réaction en présence d'un unique réactif et les signatures de chacun de ces ordres, telles que l'expression de la vitesse ou les unités associées.
Or, il existe des situations à deux voire trois réactifs. Pour résoudre ces situations et déterminer l'ordre, il va nous falloir masquer une partie des réactifs de manière à se recentrer sur une situation homologue à celle à un seul réactif. Il existe deux grandes techniques à notre disposition : la dégénérescence de l'ordre et les mélanges stoechiométriques, que nous allons expliquer dans ce cours. Selon les exercices, vous allez pouvoir, à l'aide de la bonne méthode, simplifier vos réactions, dans l'objectif de déterminer un ordre apparent de réaction.
Un acte élémentaire est une réaction par laquelle le bilan macroscopique traduit la réalité microscopique. Cette réaction se produit en une seule étape par collision efficace entre les réactifs. En pratique, un acte élémentaire suit toujours la loi de Van't Hoff, qui va nous permettre de déterminer simplement l'ordre partiel de chaque réactif, et donc l'ordre total de la réaction.
Lorsqu'on obtient une série d'acte élémentaire, nous observons ce qu'on appelle un mécanisme réactionnel. Décrire le mécanisme réactionnel, c'est donc décrire l'ensemble des actes élémentaires conduisant au bilan.
En effet pour passer d'un état initial à un état final, il est souvent nécessaire d'inclure des étapes intermédiaires, avec chacune une constante de vitesse attribuée. Dès lors nous obtenons des intermédiaires réactionnels et des états de transition, dont la différence décrit l'énergie potentielle d'activation. Ces informations vont nous permettre d'établir le profil réactionnel de la réaction, fonction de l'énergie et des coordonnées de la réaction.
Il existe en cinétique trois approximations fondamentales : celle du pré - équilibre rapide, l'approximation de l'étape cinétiquement déterminante et de l'approximation de l'état quasi - stationnaire. Toutes les trois liées à la notion de vitesse, elles décrivent, selon que la réaction se fasse rapidement ou au contraire lentement, l'égalité que nous pouvons utiliser.
Lors de l'étude de mécanismes réactionnelles, c'est l'AEQS qui va être majoritairement utilisée. S'appliquant aux intermédiaires réactionnels très réactifs, elle va nous permettre d'exprimer la concentration en IR dans le milieu et donc la vitesse de la réaction. Cette approximation est à la source de nombreux exercices en première année, permettant par exemple de déduire une constante de vitesse ou une concentration d'un complexe enzyme - substrat.
Enfin, il existe des mécanismes constitués d'une succession d'étapes élementaires dont certaines peuvent se répéter indépendamment de la première étape : les mécanismes en chaine. Un mécanisme peut avoir une constitution variable bien qu'il y ait des constantes que nous allons découvrir ensemble.