Cinétique Chimique — Chemical Kinetics
Leçon 9 de Chimie • 4 langues • Pastel theme • Exercices • SVG
FR — Niveau : lycée / début université

Cinétique Chimique

La cinétique chimique est l'étude de la vitesse des réactions chimiques et des mécanismes par lesquels elles se produisent. Elle permet de comprendre comment les facteurs comme la température, la concentration et les catalyseurs influencent la vitesse de réaction.

Réactifs État de transition Produits Eₐ (Énergie d'activation) ΔE

Loi de Vitesse

La loi de vitesse exprime la relation entre la vitesse d'une réaction et les concentrations des réactifs. Pour une réaction aA + bB → produits :

v = k [A]ᵐ [B]ⁿ

où k est la constante de vitesse, et m et n sont les ordres partiels.

Facteurs Influençant la Vitesse

  • Température : Augmente la vitesse (règle d'Arrhenius)
  • Concentration : Plus élevée = collisions plus fréquentes
  • Catalyseurs : Diminuent l'énergie d'activation
  • Surface de contact : Important pour les réactions hétérogènes

Exercices

Ex. 1 — Détermination d'ordre

Pour la réaction A + B → C, on mesure :
[A]=0.1M, [B]=0.2M → v=0.04 M/s
[A]=0.2M, [B]=0.2M → v=0.08 M/s
[A]=0.1M, [B]=0.4M → v=0.16 M/s
Trouvez l'ordre par rapport à A et B.

Ordre par rapport à A : quand [A] double (0.1→0.2), v double (0.04→0.08) → ordre 1
Ordre par rapport à B : quand [B] double (0.2→0.4), v quadruple (0.04→0.16) → ordre 2
Loi de vitesse : v = k [A]¹[B]²

Ex. 2 — Temps de demi-réaction

Pour une réaction d'ordre 1 avec k = 0.023 s⁻¹, calculez le temps de demi-réaction.

Pour une réaction d'ordre 1 : t₁/₂ = ln(2)/k
t₁/₂ = 0.693 / 0.023 = 30.1 secondes

EN — Level: high school / early university

Chemical Kinetics

Chemical kinetics is the study of reaction rates and the mechanisms by which chemical reactions occur. It helps understand how factors like temperature, concentration, and catalysts influence reaction rates.

Fast Reaction Medium Reaction Slow Reaction Time → [A]₀ [A]

Rate Law

The rate law expresses the relationship between reaction rate and reactant concentrations. For a reaction aA + bB → products:

v = k [A]ᵐ [B]ⁿ

where k is the rate constant, and m and n are partial orders.

Factors Affecting Rate

  • Temperature: Increases rate (Arrhenius equation)
  • Concentration: Higher = more frequent collisions
  • Catalysts: Lower activation energy
  • Surface area: Important for heterogeneous reactions

Exercises

Ex. 1 — Order determination

For reaction A + B → C, measurements show:
[A]=0.1M, [B]=0.2M → v=0.04 M/s
[A]=0.2M, [B]=0.2M → v=0.08 M/s
[A]=0.1M, [B]=0.4M → v=0.16 M/s
Find orders with respect to A and B.

Order wrt A: when [A] doubles (0.1→0.2), v doubles (0.04→0.08) → order 1
Order wrt B: when [B] doubles (0.2→0.4), v quadruples (0.04→0.16) → order 2
Rate law: v = k [A]¹[B]²

Ex. 2 — Half-life

For a first-order reaction with k = 0.023 s⁻¹, calculate the half-life.

For first-order reaction: t₁/₂ = ln(2)/k
t₁/₂ = 0.693 / 0.023 = 30.1 seconds

中文 — 水平：高中 / 大学初期

化学动力学

化学动力学研究化学反应速率及其发生的机制。它帮助我们理解温度、浓度和催化剂等因素如何影响反应速率。

无催化剂 反应物 产物 高能垒 有催化剂 反应物 产物 低能垒

速率定律

速率定律表达了反应速率与反应物浓度之间的关系。对于反应 aA + bB → 产物：

v = k [A]ᵐ [B]ⁿ

其中k是速率常数，m和n是分级数。

影响速率的因素

  • 温度：提高速率（阿伦尼乌斯方程）
  • 浓度：越高 = 碰撞越频繁
  • 催化剂：降低活化能
  • 表面积：对多相反应很重要

练习

练习1 — 反应级数确定

对于反应 A + B → C，测量显示：
[A]=0.1M, [B]=0.2M → v=0.04 M/s
[A]=0.2M, [B]=0.2M → v=0.08 M/s
[A]=0.1M, [B]=0.4M → v=0.16 M/s
求A和B的反应级数。

A的级数：当[A]加倍(0.1→0.2)，v加倍(0.04→0.08) → 级数1
B的级数：当[B]加倍(0.2→0.4)，v四倍(0.04→0.16) → 级数2
速率定律：v = k [A]¹[B]²

练习2 — 半衰期

对于一级反应，k = 0.023 s⁻¹，计算半衰期。

一级反应：t₁/₂ = ln(2)/k
t₁/₂ = 0.693 / 0.023 = 30.1 秒

ភាសាខ្មែរ — កម្រិត៖ វិទ្យាល័យ / សកលវិទ្យាល័យដំបូង

ចលនាវិទ្យាគីមី

ចលនាវិទ្យាគីមីគឺជាការសិក្សាអំពីអត្រាប្រតិកម្ម និងមេកានិចដែលប្រតិកម្មគីមីកើតឡើង។ វាជួយយល់ពីរបៀបដែលកត្តាដូចជាសីតុណ្ហភាព, កំប្រុង និងឧប្បត្តិហេតុប៉ះពាល់ដល់អត្រាប្រតិកម្ម។

ការទង្គិចដែលមានប្រសិទ្ធភាព ការទង្គិចគ្មានប្រសិទ្ធភាព

ច្បាប់អត្រា

ច្បាប់អត្រាបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងអត្រាប្រតិកម្ម និងកំប្រុងសារធាតុប្រតិកម្ម។ ចំពោះប្រតិកម្ម aA + bB → ផលិតផល៖

v = k [A]ᵐ [B]ⁿ

ដែលkជាថេរអត្រា និងmនិងnជាលំដាប់ផ្នែក។

កត្តាប៉ះពាល់អត្រា

  • សីតុណ្ហភាព៖ បង្កើនអត្រា (សមីការ Arrhenius)
  • កំប្រុង៖ កាន់តែខ្ពស់ = ការទង្គិចកាន់តែញឹកញាប់
  • ឧប្បត្តិហេតុ៖ បន្ទាបថាមពលធ្វើអោយសកម្ម
  • តំបន់ផ្ទៃ៖ សំខាន់សម្រាប់ប្រតិកម្មចម្រុះ

លំហាត់

លំហាត់១ — ការកំណត់លំដាប់

សម្រាប់ប្រតិកម្ម A + B → C, ការវាស់វែងបង្ហាញ៖
[A]=0.1M, [B]=0.2M → v=0.04 M/s
[A]=0.2M, [B]=0.2M → v=0.08 M/s
[A]=0.1M, [B]=0.4M → v=0.16 M/s
រកលំដាប់ធៀបនឹង A និង B។

លំដាប់ធៀបនឹង A៖ ពេល [A] ទ្វេដង (0.1→0.2), v ទ្វេដង (0.04→0.08) → លំដាប់ 1
លំដាប់ធៀបនឹង B៖ ពេល [B] ទ្វេដង (0.2→0.4), v បួនដង (0.04→0.16) → លំដាប់ 2
ច្បាប់អត្រា៖ v = k [A]¹[B]²

លំហាត់២ — ពាក់កណ្ដាលអាយុ

សម្រាប់ប្រតិកម្មលំដាប់ទី១ដែលមាន k = 0.023 s⁻¹, គណនាពាក់កណ្ដាលអាយុ។

សម្រាប់ប្រតិកម្មលំដាប់ទី១៖ t₁/₂ = ln(2)/k
t₁/₂ = 0.693 / 0.023 = 30.1 វិនាទី