Spé. Physique-Chimie · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel
La cinétique chimique étudie le déroulement temporel des transformations. On distingue les transformations rapides (voire instantanées à notre échelle, comme une précipitation ou une réaction acide-base) des transformations lentes, dont on peut suivre l'évolution sur des secondes, des minutes ou des heures. Seules ces dernières se prêtent à une étude cinétique.
Pour décrire ce déroulement, on définit la vitesse volumique de réaction à partir des concentrations. La vitesse volumique de disparition d'un réactif R est v = -\dfrac{\mathrm{d}[R]}{\mathrm{d}t}, et la vitesse volumique de formation d'un produit P est v = +\dfrac{\mathrm{d}[P]}{\mathrm{d}t}. Le signe moins rend la première positive, car la concentration d'un réactif décroît. Ces vitesses sont reliées entre elles par les coefficients stœchiométriques : pour a\,A + b\,B \rightarrow c\,C + d\,D, on a \dfrac{1}{a}v_{dis}(A) = \dfrac{1}{c}v_{form}(C), etc.
Le temps de demi-réaction t_{1/2} est la durée au bout de laquelle l'avancement vaut la moitié de sa valeur finale. C'est le repère temporel privilégié pour comparer la durée de deux transformations.
Pour déterminer une vitesse à une date donnée, on trace la tangente à la courbe [R]=f(t) à cette date et on calcule son coefficient directeur ; la vitesse de disparition en est l'opposé. Pour le temps de demi-réaction, on repère la concentration initiale du réactif limitant, on calcule sa moitié, puis on lit en abscisse la date correspondante. Pour relier deux vitesses, on revient toujours aux coefficients stœchiométriques de l'équation équilibrée.
Ne jamais oublier le signe moins dans la vitesse de disparition : une vitesse est toujours positive. Ne pas confondre vitesse instantanée (pente d'une tangente) et vitesse moyenne (pente d'une corde). Le temps de demi-réaction ne se calcule pas avec x_{\max}/2 si la transformation n'est pas totale : on utilise alors la valeur finale x_f. Attention aux unités de temps (s, min, h) et de concentration.
Soigne tes tracés de tangentes et indique clairement les deux points utilisés pour le coefficient directeur. Justifie systématiquement le ralentissement par la raréfaction des chocs efficaces (interprétation microscopique). Vérifie l'homogénéité des unités de ta vitesse : un résultat en \text{mol·L}^{-1}\text{·s}^{-1} doit rester cohérent avec les données.