Définition du taux de réaction en chimie

La vitesse de réaction est définie comme la vitesse à laquelle les réactifs d'une réaction chimique forment les produits. Les taux de réaction sont exprimés en concentration par unité de temps.

Équation du taux de réaction

Le taux d'une équation chimique peut être calculé en utilisant l'équation du taux. Pour une réaction chimique:

une UNE + b B → p P + q Q

La vitesse de la réaction est:

r = k (T) [A]ⁿ[B]ⁿ

k (T) est la constante de vitesse ou le coefficient de vitesse de réaction. Cependant, cette valeur n'est pas techniquement constante car elle inclut les facteurs qui affectent la vitesse de réaction, notamment la température.

n et m sont des ordres de réaction. Ils sont égaux au coefficient stoechiométrique pour les réactions en une seule étape mais sont déterminés par une méthode plus compliquée pour les réactions en plusieurs étapes.

Facteurs qui affectent le taux de réaction

Plusieurs facteurs qui influencent la vitesse d'une réaction chimique:

• Température: Habituellement, c'est un facteur clé. Dans plus de cas, l'élévation de la température augmente la vitesse d'une réaction car une énergie cinétique plus élevée entraîne plus de collisions entre les particules réactives. Cela augmente les chances que certaines des particules en collision aient une énergie d'activation suffisante pour réagir les unes avec les autres. L'équation d'Arrhenius est utilisée pour quantifier l'effet de la température sur la vitesse de réaction. Il est important de noter que certaines vitesses de réaction sont affectées négativement par la température tandis que quelques-unes sont indépendantes de la température.
• La réaction chimique: La nature de la réaction chimique joue un grand rôle dans la détermination de la vitesse de réaction. En particulier, la complexité de la réaction et l'état de la matière des réactifs sont importants. Par exemple, la réaction d'une poudre dans une solution se déroule généralement plus rapidement que la réaction d'un gros morceau de solide.
• Concentration: L'augmentation de la concentration des réactifs augmente la vitesse d'une réaction chimique.
• Pression: L'augmentation de la pression augmente la vitesse de réaction.
• Commande: L'ordre de réaction détermine la nature de l'effet de la pression ou de la concentration sur le débit.
• Solvant: Dans certains cas, un solvant ne participe pas à une réaction mais affecte sa vitesse.
• Lumière: La lumière ou tout autre rayonnement électromagnétique accélère souvent la vitesse de réaction. Dans certains cas, l'énergie provoque plus de collisions de particules. Dans d'autres, la lumière agit pour former des produits intermédiaires qui affectent la réaction.
• Catalyseur: Un catalyseur réduit l'énergie d'activation et augmente la vitesse de réaction dans les directions avant et arrière.

Sources

• Connors, Kenneth. "Chemical Kinetics: The Study of Reaction Rates in Solution." VCH.
• Isaacs, Neil S. «Chimie organique physique». 2e édition. Longman.
• McNaught, A. D. et Wilkinson, A. «Compendium of Chemical Terminology», 2e édition. Wiley.
• Laidler, K.J. et Meiser, J.H. "Chimie physique." Brooks Cole.