Cours de Chimie - Cinétique Chimique

Cinétique Chimique

Leçon 16 - Chimie - Vitesse des réactions

La cinétique chimique étudie la vitesse des réactions chimiques et les facteurs qui l'influencent.

1. Vitesse de Réaction

La vitesse d'une réaction mesure l'évolution des concentrations des réactifs ou produits en fonction du temps.

Formule : v = - (1/a) × d[A]/dt = (1/b) × d[B]/dt

où a et b sont les coefficients stoechiométriques.

Évolution de la concentration au cours du temps

2. Facteurs Influençant la Vitesse

Facteur	Effet sur la vitesse	Explication
Température	Augmente	Plus de molécules avec énergie ≥ E_a
Concentration	Augmente	Plus de collisions par unité de temps
Surface de contact	Augmente	Plus de sites réactionnels disponibles
Catalyseur	Augmente	Abaisse l'énergie d'activation

3. Loi de Vitesse

Pour une réaction : aA + bB → produits

v = k × [A]^m × [B]ⁿ

où k = constante de vitesse, m et n = ordres partiels

4. Énergie d'Activation

Énergie minimale nécessaire pour qu'une collision soit efficace.

Exercice: Pour la réaction 2NO + O₂ → 2NO₂, si v = 0,05 mol·L⁻¹·s⁻¹ quand [NO]=0,1M et [O₂]=0,2M, trouvez k.

v = k × [NO]² × [O₂] (ordre 2 par rapport à NO, 1 par rapport à O₂)
0,05 = k × (0,1)² × 0,2
0,05 = k × 0,01 × 0,2
0,05 = k × 0,002
k = 0,05 / 0,002 = 25 L²·mol⁻²·s⁻¹

Exercice: Une réaction a une énergie d'activation de 50 kJ/mol. Si on augmente la température de 20°C à 40°C, de combien la vitesse augmente-t-elle environ ?

Règle empirique : La vitesse double environ tous les 10°C.
20°C → 30°C : vitesse ×2
30°C → 40°C : vitesse ×2
Total : vitesse ×4
La vitesse augmente d'environ 4 fois.

Chemical Kinetics

Lesson 16 - Chemistry - Reaction Rates

Chemical kinetics studies the rates of chemical reactions and the factors that influence them.

1. Reaction Rate

The rate of a reaction measures how concentrations of reactants or products change over time.

Formula: v = - (1/a) × d[A]/dt = (1/b) × d[B]/dt

where a and b are stoichiometric coefficients.

Concentration evolution over time

2. Factors Influencing Rate

Factor	Effect on rate	Explanation
Temperature	Increases	More molecules with energy ≥ E_a
Concentration	Increases	More collisions per unit time
Surface area	Increases	More reactive sites available
Catalyst	Increases	Lowers activation energy

3. Rate Law

For a reaction: aA + bB → products

v = k × [A]^m × [B]ⁿ

where k = rate constant, m and n = partial orders

4. Activation Energy

Minimum energy required for a collision to be effective.

Exercise: For the reaction 2NO + O₂ → 2NO₂, if v = 0.05 mol·L⁻¹·s⁻¹ when [NO]=0.1M and [O₂]=0.2M, find k.

v = k × [NO]² × [O₂] (order 2 wrt NO, 1 wrt O₂)
0.05 = k × (0.1)² × 0.2
0.05 = k × 0.01 × 0.2
0.05 = k × 0.002
k = 0.05 / 0.002 = 25 L²·mol⁻²·s⁻¹

Exercise: A reaction has an activation energy of 50 kJ/mol. If temperature increases from 20°C to 40°C, by approximately how much does the rate increase?

Empirical rule: Rate approximately doubles every 10°C.
20°C → 30°C: rate ×2
30°C → 40°C: rate ×2
Total: rate ×4
The rate increases approximately 4 times.

化学动力学

第16课 - 化学 - 反应速率

化学动力学研究化学反应速率及其影响因素。

1. 反应速率

反应速率测量反应物或产物浓度随时间的变化。

公式： v = - (1/a) × d[A]/dt = (1/b) × d[B]/dt

其中a和b是化学计量系数。

浓度随时间的变化

2. 影响速率的因素

因素	对速率的影响	解释
温度	增加	更多分子的能量 ≥ E_a
浓度	增加	单位时间内更多碰撞
表面积	增加	更多反应位点可用
催化剂	增加	降低活化能

3. 速率定律

对于反应：aA + bB → 产物

v = k × [A]^m × [B]ⁿ

其中k = 速率常数，m和n = 部分级数

4. 活化能

碰撞有效所需的最小能量。

练习： 对于反应 2NO + O₂ → 2NO₂，如果当 [NO]=0.1M 和 [O₂]=0.2M 时 v = 0.05 mol·L⁻¹·s⁻¹，求k。

v = k × [NO]² × [O₂] (对NO为二级，对O₂为一级)
0.05 = k × (0.1)² × 0.2
0.05 = k × 0.01 × 0.2
0.05 = k × 0.002
k = 0.05 / 0.002 = 25 L²·mol⁻²·s⁻¹

练习： 一个反应的活化能为 50 kJ/mol。如果温度从20°C升高到40°C，速率大约增加多少？

经验法则：温度每升高10°C，速率大约加倍。
20°C → 30°C: 速率 ×2
30°C → 40°C: 速率 ×2
总计: 速率 ×4
速率大约增加4倍。

គីមីកីនេទិច

មេរៀនទី១៦ - គីមីវិទ្យា - អត្រាប្រតិកម្ម

គីមីកីនេទិចសិក្សាអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី និងកត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់វា។

១. អត្រាប្រតិកម្ម

អត្រាប្រតិកម្មវាស់ការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់សារធាតុប្រតិករឬផលិតផលទៅតាមពេលវេលា។

រូបមន្ត៖ v = - (1/a) × d[A]/dt = (1/b) × d[B]/dt

ដែល a និង b ជាមេគុណស្តូអ៊ីយ៉ូមេទ្រិច។

ការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់ទៅតាមពេលវេលា

២. កត្តាប៉ះពាល់ដល់អត្រា

កត្តា	ឥទ្ធិពលលើអត្រា	ការពន្យល់
សីតុណ្ហភាព	កើនឡើង	ម៉ូលេគុលកាន់តែច្រើនមានថាមពល ≥ E_a
កំហាប់	កើនឡើង	ការប៉ះទង្គិចកាន់តែច្រើនក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា
ផ្ទៃដីផ្ទៃ	កើនឡើង	ទីតាំងប្រតិកម្មកាន់តែច្រើនដែលអាចប្រើបាន
ឧប្បត្តិហេតុ	កើនឡើង	បន្ថយថាមពលសកម្មភាព

៣. ច្បាប់អត្រា

សម្រាប់ប្រតិកម្ម៖ aA + bB → ផលិតផល

v = k × [A]^m × [B]ⁿ

ដែល k = ថេរអត្រា, m និង n = លំដាប់ដោយឡែក

៤. ថាមពលសកម្មភាព

ថាមពលអប្បបរមាដែលត្រូវការដើម្បីឱ្យការប៉ះទង្គិចមានប្រសិទ្ធភាព។

លំហាត់៖ សម្រាប់ប្រតិកម្ម 2NO + O₂ → 2NO₂ ប្រសិនបើ v = 0.05 mol·L⁻¹·s⁻¹ នៅពេល [NO]=0.1M និង [O₂]=0.2M រក k។

v = k × [NO]² × [O₂] (លំដាប់ 2 ទាក់ទងនឹង NO, 1 ទាក់ទងនឹង O₂)
0.05 = k × (0.1)² × 0.2
0.05 = k × 0.01 × 0.2
0.05 = k × 0.002
k = 0.05 / 0.002 = 25 L²·mol⁻²·s⁻¹

លំហាត់៖ ប្រតិកម្មមួយមានថាមពលសកម្មភាព 50 kJ/mol។ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពកើនឡើងពី 20°C ទៅ 40°C អត្រាកើនឡើងប្រហែលប៉ុន្មាន?

ច្បាប់ប្រមូលផ្តុំ៖ អត្រាប្រហែលទ្វេដងរាល់ 10°C។
20°C → 30°C: អត្រា ×2
30°C → 40°C: អត្រា ×2
សរុប: អត្រា ×4
អត្រាកើនឡើងប្រហែល 4 ដង។