Effet de la Température sur la Vitesse de Réaction
Comprendre l’Effet de la Température sur la Vitesse de Réaction
La réaction entre le thiosulfate de sodium () et l’acide chlorhydrique () produit du soufre, de l’eau, du dioxyde de soufre et du chlorure de sodium selon l’équation suivante :
La formation de soufre rend la solution trouble, permettant de mesurer le temps nécessaire à la réaction pour atteindre un certain degré de turbidité.
Objectif :
Calculer l’effet d’une augmentation de température sur le temps de réaction, en utilisant la règle d’Arrhenius.
Données :
- À 20°C, le temps nécessaire pour que la réaction atteigne un certain degré de turbidité est de 160 secondes.
- À 30°C, vous devez calculer le nouveau temps de réaction, en supposant que la règle d’Arrhenius s’applique (la vitesse de réaction double pour une augmentation de 10°C).
Questions :
- Quel est le nouveau temps de réaction à 30°C ?
- Si la température était augmentée à 40°C (par rapport à 20°C), quel serait le temps de réaction ? Expliquez comment vous arrivez à cette réponse en utilisant la règle d’Arrhenius.
- Discutez de l’importance des facteurs cinétiques en chimie et comment ils peuvent être utilisés pour contrôler la vitesse des réactions chimiques.
Correction : Effet de la Température sur la Vitesse de Réaction
1. Nouveau temps de réaction à 30°C
La règle d’Arrhenius indique qu’une augmentation de la température de 10°C peut doubler la vitesse de la réaction.
Si la vitesse de la réaction double, le temps nécessaire pour atteindre un certain degré de turbidité (qui est inversement proportionnel à la vitesse) sera divisé par deux.
- Temps de réaction initial à 20°C : 160 secondes.
Nouveau temps de réaction à 30°C : Puisque la température augmente de 10°C, le temps de réaction est divisé par 2.
\[ = \frac{160 \, \text{secondes}}{2} \] \[ = 80 \, \text{secondes} \]
À 30°C, le temps de réaction est de 80 secondes.
2. Temps de réaction à 40°C
En appliquant de nouveau la règle d’Arrhenius pour une augmentation de température de 20°C (de 20°C à 40°C), la vitesse de la réaction est quadruplée par rapport à la condition initiale à 20°C. Cela signifie que le temps de réaction sera divisé par 4.
- Temps de réaction à 20°C : 160 secondes.
Temps de réaction à 40°C : Le temps de réaction est divisé par 4.
\[ = \frac{160 \, \text{secondes}}{4} \] \[ = 40 \, \text{secondes} \]
À 40°C, le temps de réaction est réduit à 40 secondes.
3. Importance des facteurs cinétiques en chimie
Les facteurs cinétiques, comme la température, jouent un rôle crucial dans la chimie car ils permettent de contrôler la vitesse des réactions chimiques.
En augmentant la température, on peut accélérer une réaction, ce qui est souvent souhaitable dans l’industrie pour augmenter la productivité.
À l’inverse, la réduction de la température peut être utilisée pour ralentir des réactions et éviter des réactions indésirables ou dangereuses.
La compréhension et la manipulation des facteurs cinétiques sont donc essentielles pour la conduite optimale des processus chimiques, la sécurité en laboratoire et la recherche.
Effet de la Température sur la Vitesse de Réaction
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