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Controle thermodynamique/cinétique - [1011]

Invité(e)




Posté le : 18/06/2005, 12:16 (Lu 20903 fois)
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Bonjour , je ne comprend pas c'est quoi un controle cinétique et un controle thremodynamique ?
Comment faire pour obtenir le produit cinétique ? et comment faire pour obtenir le produit thermodynamique ?
Merci .

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [1013]

darrigan
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2872 messages postés


Posté le : 18/06/2005, 20:48 (Lu 20900 fois)
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On supporse une réaction chimique qui peut se dérouler de deux manières différentes et réversiblement, conduisant à deux produits différents. (Donc en fait ce sont deux réactions chimiques différentes mais à partir des même réactifs.)

Le produit cinétique est celui qui va se former le plus rapidement, même si ce n'est pas lui le plus stable (énergétiquement parlant).

Le produit thermodynamique est celui qui est le plus stable, énergétiquement parlant, même si ce n'est pas lui qui se forme le plus rapidement.

Rappels :

- En thermodynamique, la différence d'énergie entre un produit d'arrivé et les réactifs de départ s'appelle l'enthalpie de réaction.
Si elle est négative, la réaction dégage de la chaleur (réaction exothermique ou exoénergétique).

Si elle est positive, la réaction absorbe de la chaleur (réaction endothermique ou endoénergétique).

Si l'enthalpie est nulle (ce qui est rare), la réaction est dite athermique.

- La vitesse d'une réaction chimique dépend de beaucoup de paramètres (qu'on appelle les facteurs cinétiques) : température, concentration des réactifs, présence ou non de catalyseur... Une cinétique de réaction simple est caractérisée par un ordre (pour savoir ce qu'est l'ordre, voir un cours de cinétique d'université) et par une constante de vitesse, qui relie les concentrations des réactifs à la vitesse de réaction. Cette constante de vitesse peut s'écrire sous une forme mathématique (la loi d'Arrhenius) qui tient compte d'autres facteurs, dont l'un d'eux est l'énergie d'activation notée Ea. Cette énergie d'activation représente l'énergie minimale à fournir à des réactifs, pour qu'ils se transforment en produits (évidemment l'énergie ne suffit pas à ce que ça réagisse, il faut aussi que les molécules se rencontrent dans la bonne position!).

De ces deux rappels, on peut donc voir que :
- le produit cinétique est celui pour lequel l'énergie d'activation sera la plus petite (donc la vitesse de formation la plus grande). Donc c'est celui qui se formera le plus vite. Sur la figure, c'est le produit A.
- le produit thermodynamique sera celui pour lequel l'enthalpie de réaction sera la plus petite. Donc c'est celui qui sera majoritaire au bout d'un temps de réaction équilibrée très long. Sur la figure, c'est le produits B.


Remarques :
- Il se peut bien sûr que le produit cinétique soit aussi le produit thermodynamique, si l'énergie d'activation est la plus faible et aussi l'enthalpie de réaction.
- sur ces figures, l'axe horizontal n'est pas le temps ! il s'aigit d'un axe de chemin de réaction, un notion un peu difficile à expliquer sur ce forum... voir des cours d'université.

Faire un contrôle cinétique ou thermodynamique veut dire que le chimiste va jouer sur les conditions opératoires (température, temps de réaction, etc.) pour favoriser plutôt le produit cinétique ou le produit thermodynamique.


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Edité le 26/05/2007 à 16:58 par darrigan

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [3916]

(krischimiste)

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Posté le : 02/10/2005, 16:05 (Lu 20743 fois)
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est ce qu'une éneergie d'activation peut-elle être négative ??

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [4915]

Invité(e)




Posté le : 28/10/2005, 15:22 (Lu 20617 fois)
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j'aimerais beaucoup une liste des synthèses organiques mettant en jeu la compétition controle cinétique / controle thermodynamique
merci!

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [22302]

mathieuallain

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Posté le : 11/09/2006, 09:11 (Lu 18743 fois)
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bonjour, je voulais savoir si le produit thermodynamique, qui est en l'occurence le plus stable, est favorisé à "faible température" ( 60°C environ ) plutot qu'a "haute temperature" ( 100 °C par exemple )

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [22303]

darrigan
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Posté le : 11/09/2006, 09:59 (Lu 18738 fois)
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Si les énergies d'activation des deux réactions concurrentes, à partir des mêmes réactifs, sont équivalentes, et que les deux réactions sont équilibrées, alors une plus faible température favorisera le produits le plus bas en énergie. En effet, si la température est faible, la réaction conduisant au produit le plus stable est "moins réversible" que l'autre, puisque sur le chemin du retour la barrière à franchir sera plus haute.

Par contre si les réactions ne sont pas réversibles, alors à plus basse température c'est la réaction dont l'énergie d'activation est la plus basse qui sera favorisée : donc le produit cinétique (regarder les schémas et relire le texte du message ci-dessus).

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [3919]

Invité(e)




Posté le : 02/10/2005, 16:35 (Lu 20738 fois)
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Il est impossible que L'energie d'activation soit negative et ce pour une simple raison : elle correspond en fait a l'etat de transition que doit atteindre un reactif avant de pour "vraiment" reagir et donner ainsi le produit.

Si l'energie d'activation etait negative, cela voudrait dire que l'etat de transition serait moins energetique que le reactif, or en chimie, moins energetique signifie plus stable. Des lors, la transition se ferait spontanement entre le reactif et son etat de transition (et c'est l'etatt de transition qui deviendrait alors la forme la plus stable)

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [5606]

chrome VI

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Posté le : 13/11/2005, 11:30 (Lu 20502 fois)
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Bonjour , l'axe vertical correspond il à l'enthalpie H ?
H est égale à quoi ?
Merci .

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [5608]

maurice
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Posté le : 13/11/2005, 12:05 (Lu 20495 fois)
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Si je comprends bien ta question, tu demandes qu'on t'expllique le mot enthalpie que tu n'as jamais vu auparavant. Est-ce bien le cas ?
Parce que si c'est ainsi, c'est tout un cours de chimie qu'il te faut. Et comme nous ne savons pas à quel niveau tu te trouves, on ne peut pas te répondre valablement. Est-ce que tu sais ce que c'est que l'énergie ? Et qu'il existe plusieurs formes d'énergie ? Gravifique, cinétique, potentielle, électrique, etc. Et sais-tu que l'énerige se transforme sans se perdre jamais ?


Professeur de chimie de niveau préuniversitaire

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [5615]

chrome VI

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Posté le : 13/11/2005, 13:48 (Lu 20486 fois)
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Citation
Si je comprends bien ta question, tu demandes qu'on t'expllique le mot enthalpie que tu n'as jamais vu auparavant. Est-ce bien le cas ?

Je sais que H = U + P V ...
Je veux savoir que représente H .

Soit la réaction élementaire suivante : 2A + 3B ----> C , est ce que H à chaque instant de la réaction est égale à la somme de toutes les liaisons (les liaisons intermoléculaires , intramoléculaires et les liaisons en cours de formation et les liaisons qui sont en cours de disparition ) qui se trouvent dans le système (2A+3B) qui est entrain d'évoluer fois le nombre d'avogadro?
Je crois que je connais toutes les notions et les principes necessaire à la comprehenesion de H .


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Edité le 13/11/2005 à 14:43 par chrome VI

Re: Controle thermodynamique/cinétique -

maurice
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Posté le : 24/11/2005, 21:23 (Lu 20412 fois)
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Ton raisonnement (somme des éenrgies de liaison) te donne l'énergie interne U, et pas H. H est une sorte d'énergie interne apparente. Pour les liquides et les sollides, ainsi que pour les réactions entre liquides et solides H et U sont pratiquement égaux, car le produit PV est très petit.
Mais dès qu'il y a des gaz quelque part H et U deviennent légèrement différent.
H est égal à U plus une petite correction, qui est l'énergie qu'il faut pour chasser l'atmosphère extérieure (qui est sous pression P) d'un volume égal au volume du gaz V.
C'est plus facile à expliquer avec des variations de U et H. Quand tu fais une réaction chimique qui produit un gaz, le volume change beaucoup et en général la pression reste la même. Dans ce cas l'effet thermique de la réaction peut se calculer en faisant la somme des liaisons rompues et en soustrayant la somme des liaisons formées. Mais ce calcul te donnera DeltaU, et pas Delta H. Pour troluver DeltaH, il faudra encore soustraire de l'énergie chimique la petite énergie (qui est un travail, et un travail négatif) que le système a dû fournir pour repousser l'atmosphère et libnérer la place pour mettre ce gaz.
En général, dans la pratique, on considère que U et H sont pareils. Mais bon. Il faut être rigoureux.
Il y a un peu la même différence entre U et H qu'il y a entre le poids d'ûn objet dans le vide, et le poids du même objet dans l'air. Dans l'air, un objet subit la poussée d'Archimède, et paraît un peu plus léger que dans le vide. Mais la différence est très faible, environ 0.1% du poids. On le néglige en général.
OK ?


Professeur de chimie de niveau préuniversitaire

Re: Controle thermodynamique/cinétique - [6948]

chrome VI

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Posté le : 10/12/2005, 22:45 (Lu 20262 fois)
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Bonjour .
Citation
Ton raisonnement (somme des énergies de liaison) te donne l'énergie interne U, et pas H.

J'ai lu que l'énergie interne est la somme de tous les types possibles d'énergie emmagasinée dans un système: énergie mécanique, électrique, magnétique, chimique, etc. Elle ne comprend pas les énergies cinétique et potentielle associés au mouvement du centre de masse.
Référence : http://yc.ca.edu/doc-pdf/274-THER.pdf
Comment peut on concilier ces deux idées (ce que vous avez écrit et ce que j'ai lu ) ? Merci d'avance .

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