Cours cellule eucaryote révision bac

Chapitre N°1

Les réactions d’ordre simple en milieu homogène

I°)  Introduction

Thermodynamique → possibilité ou non d’une réaction (point de vue NRJ), aucune info sur vitesse réactionnelle ni sur mécanismes mis en jeu.

La cinétique chimique  → connaître les modalités des transformations observées (vitesses, mécanismes, paramètres T, c)

Deux grands systèmes réactionnels :

-milieux homogènes ne présentant qu’une seule phase continue pdt toute la durée de l’évolution (gaz, liquide)

-milieux hétérogènes dans lesquels on a coexistence de phases différentes (gaz, liquides, solides) +  il existe une différence de composition entre les parties du système (Ex: flamme lors de la combustion d’un mélange homogène).

II°) _        La théorie des collisions

A + B → D

Lors de cette collision, des liaisons inter atomiques peuvent se rompre pour se réorganiser de manière différente.

La vitesse réactionnelle sera alors établie en fonction du nombre de collision par unité de volume et par unité de temps.

le nombre de molécule x0 
dans un état énergétique E donné
le nombre de molécule x dans un état énergétique (E +ε)

k étant la constante de Boltzmann

Boltzmann                        x = x0 e-E / kT

nombre de collision AZB entre les deux espèces A et B, respectivement de masse atomique MA et MB, de rayon atomique rA et rB et en quantités égales à nA et nB, par unité de volume :

et en passant en concentration

N : nombre d’Avogadro

- d[A] / dt = (π*N / 103)*.[A]*[B]*(rA+rB)²*[8*π*R*T*(1/MA+1/MB)]1/2

or toutes les collisions ne sont pas efficaces, seules le sont celles pour lesquelles la composante de la vitesse relative d’une molécule par rapport à l’autre sur la ligne de leurs centres est supérieure à une valeur V0 telle que
½ μV0² = E        (μ = 1/MA+1/MB)

- d[A] / dt = K e-E/RT*[A]*[B]

K : constante liée à la nature des réactifs (A et B) et à la température.

On constate que, dans cette expression, la vitesse de disparition de A est une fonction d’une énergie E, de la température (par K) et des concentrations en réactifs A et B (ceci est logique : Plus vous aurez de réactif, plus ils auront de chance de se rencontrer et de donner naissance à des produits !)

III°) _        La vitesse réactionnelle

une réaction = le résultat de la superposition dans le temps d’un certain nombre de réaction simples : réactions élémentaires. Le nombre de molécules mises en jeu dans chaque étape élémentaire est ce que l’on appelle la molécularité de la réaction.

aA + bB +…→ cC + dD + …

Vitesse totale : nombre de molécule ( de réactif ou de produit) qui disparaissent ou apparaissent par unité de temps

vA = - dNA/dt                vB = - dNB/dt                Disparition

vC = + dNc/dt                vD = + dND/dt                Apparition

Vitesse spécifique :

VA = - 1/V x dNA /dt

VA = 1/V vA

VA : vitesse de disparition de A
NA le nombre de mole de A

[A] représentant la concentration en espèce A dans le volume V

Si V=cste

d ( NA/V) = 1/V d (NA) = d [A]

VA = - d[A]/dt

Si V varie en fonction du temps,

d(NA/V)/dt = 1/V*(dNA/dt) – (NA/V²)* (dV/dt)

VA = - d[A]/dt - ([A]/V)* (dV/dt)

Degré d’avancement

on constate que                 vB = (b/a) vA         vC = - (c/a) vA                 en ce qui concerne les vitesses totales,

VB = (b/a) VA                  VC = - (c/a) VA                 en ce qui concerne les vitesses spécifiques.

degré d’avancement spécifique de la réaction λ, tel que :

(dNA)/a = - (dNB)/b = + (dNC)/c = + (dND/d) = dλ

A l’instant t, il a disparu λ a moles de A,  λ b moles de B et il est apparu  λ c moles de C et  λ d moles de D.

vitesse de réaction en fonction du degré d’avancement :

On remarquera que, par exemple, dNA = -a d λ , soit dNA/dt = -a d /dt soit v λ = 1/a vA

Représentation graphique

[pic 1]

La vitesse instantanée (Vinst.) en un point est représentée par la tangente à la courbe en ce point.

La vitesse initiale (V0) est la vitesse instantanée à l’origine.

La vitesse moyenne (Vm) entre deux points est représentée par la pente du vecteur liant ces deux points.

D’après la théorie des collisions                VA = - d[A] / dt = k * f( [A], [B],….)