- La vitesse est une quantité par seconde — lire ces valeurs dans des tableaux, des graphiques et des tangentes ; la théorie des collisions explique chaque facteur qui la modifie.
- Les réversibles aboutissent à un équilibre dynamique ; (HT) Le principe de Le Chatelier prédit comment chaque condition déplace cet équilibre.
- L'industrie optimise simultanément la vitesse et le rendement — conditions de compromis.
Vitesse et étendue du changement chimique
AQA · GCSE · Chemistry · Sujet 6
6.1
Vitesse et étendue du changement chimique
Vocabulaire
Entrainer
| English | Français |
|---|---|
| tangent/ˈtændʒənt/ | tangente |
6.1
Vitesse de réaction (4.6.1)
Programme
Vitesse de réaction (déclarations AQA 8462 4.6.1.1-4.6.1.5).
- Calculer les vitesses moyennes en g/s, cm3/s et (HT) mol/s, et lire les graphiques produit-temps avec des tangentes.
- Rappel des cinq facteurs affectant la vitesse et investigation de la concentration (RP5).
- Expliquer chaque facteur avec la théorie des chocs et l'énergie d'activation.
- Décrire les catalyseurs et leur effet sur le profil réactionnel, y compris les enzymes.
Source : Programme Cambridge International
Calculer les vitesses : vitesse de réaction = quantité de réactif consommé ÷ temps, ou produit formé ÷ temps — en g/s ou cm³/s (HT aussi mol/s). Interpréter les graphiques produit-vs-temps (pente initiale forte, aplatissement lorsque le réactif s'épuise) ; tracer des tangentes et utiliser leur gradient comme vitesse instantanée à ce moment précis (HT calculer cette valeur).
Facteurs affectant la vitesse : concentration (solution), pression (gaz), surface (solide), température, catalyseurs. RP5 : explorer la concentration par (a) la mesure du volume de gaz produit et (b) l'observation d'un changement de couleur/turbidité — hypothèse, variables, répétitions.
Théorie des collisions : les réactions ne se produisent que si les particules entrent en collision avec au moins l'énergie d'activation. Augmenter la concentration/pression dense les particules — collisions plus fréquentes ; réduire la taille des solides augmente le rapport surface/volume — plus de surface exposée, collisions plus fréquentes ; augmenter la température donne aux particules plus d'énergie — plus de collisions ET plus de collisions dépassant l'énergie d'activation.
Catalyseurs : changent la vitesse sans être consommés ; chaque réaction possède son propre catalyseur ; les enzymes sont des catalyseurs biologiques. Un catalyseur offre une voie alternative avec une énergie d'activation plus faible — l'identifier par l'accélération de la réaction tout en n'apparaissant jamais dans l'équation globale. Son profil réactionnel conserve le même changement énergétique total mais avec un pic plus bas :
Vocabulaire
Entrainer
| English | Français |
|---|---|
| rate of reaction/reɪt ɒv rɪˈækʃn/ | vitesse de réaction |
| collision theory/kəˈlɪʒn ˈθɪəri/ | théorie des collisions |
| activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ | énergie d'activation |
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | catalyseur |
| reversible reaction/rɪˈvɜːsɪbl rɪˈækʃn/ | réaction réversible |
| dynamic equilibrium/daɪˈnæmɪk ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | dynamic equilibrium : équilibre dynamique |
| Le Chatelier principle/lə ˈtʃeɪtlɪə ˈprɪnsɪpl/ | Principe de Le Chatelier |
6.2
Réactions réversibles et équilibre dynamique (4.6.2)
Programme
Réactions réversibles et équilibre dynamique (déclarations AQA 8462 4.6.2.1-4.6.2.3).
- Représenter les réactions réversibles et leurs variations d'énergie opposées.
- Définir l'équilibre dynamique dans un système fermé.
- (HT) Prédire l'effet des changements de concentration, de pression et de température selon le principe de Le Chatelier, et l'effet nul du catalyseur.
Source : Programme Cambridge International
Réactions réversibles : les produits peuvent réagir pour reformer les réactifs — notées avec la flèche ⇌. Si exothermique dans un sens, endothermique dans l'autre, transférant la même quantité d'énergie.
Équilibre : dans un système fermé, l'équilibre est atteint lorsque les vitesses directe et inverse sont égales — les concentrations cessent de varier bien que les deux réactions continuent (dynamique).
(HT) Principe de Le Chatelier : un système à l'équilibre répond en cherchant à contrebalancer toute perturbation :
- concentration ↑ d'un réactif → formation accrue de produit (et vice versa);
- pression ↑ → le positionnement se déplace vers le côté ayant le moins de molécules gazeuses;
- température ↑ → le positionnement se déplace dans le sens endothermique (↓ pour le sens exothermique).
Un catalyseur ne déplace pas l'équilibre — il permet d'atteindre l'équilibre plus rapidement. L'industrie choisit des conditions compromis équilibrant vitesse, rendement, sécurité et coût (ex. : le procédé Haber au sujet 10).
6.2
Liste de contrôle avant de considérer ce sujet comme acquis
- Vitesse issue d'un tableau, de la pente d'un graphique, et (HT) de la tangente.
- Chacun des cinq facteurs expliqués par la théorie des chocs, nommant ce qui se passe sur la fréquence et l'énergie des chocs.
- Effet du catalyseur sur le profil ; non consommé ; enzymes.
- La flèche ⇌ ; équilibre comme vitesses égales ; (HT) prédire les trois changements de conditions avec Le Chatelier ; conditions compromis justifiées.