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Niveau maths sup
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Cinétique d'ordre a et b

Posté par
MarvinSith
10-04-10 à 16:33

Bonjour à tous, je bloque sur une question qui m'embête depuis 2 jours...

On détermine les valeurs initiales de (dx/dt)0 pour différentes concentrations initiales des deux réactifs. Quelques résultats sont présentés ci-dessous :

[I-]0 (mol/L)222668
[Fe3+]0 (mol/L)248248
(dx/dt)0 (mol.L-1.s-1)5.711.122.55299354


La question est simple, il faut trouver les 2 constantes a et b de la vitesse de réaction
v0 = k[I-]a[Fe3+]b en ne connaissant pas k

Et là!... Je ne sais pas du tout commencer, j'ai fais des calcul par ci par là mais je ne trouve pas du tout! Déjà le k m'embête.. mais bon à la question suivante il dise de le calculer donc je pense que je suis sur une mauvaise piste.

Donc si quelqu'un à une idée à me faire partager, je ne serais pas contre!

MarvinSith

Posté par
masterrr
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 16:55

Bonjour,

Si tu prends le logarithme de l'expression de la loi de vitesse et que tu fais deux régressions linéaires : une en fonction de ln[I-] et une en fonction de ln[Fe3+], tu devrais obtenir a et b je pense.

Posté par
MarvinSith
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 17:12

Euh.. j'aimerais bien savoir comment tu fais

Posté par
masterrr
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 17:17

3$ \ln(v_0)=a\ln[I^-]_0+b\ln[Fe^{3+}]_0+\ln(k)

3$ \ln(v_0)=f(\ln[I^-]_0) est une droite de pente 3$ a et 3$ \ln(v_0)=g(\ln[Fe^{3+}]_0) est une droite de pente 3$ b.

Soit tu fais deux régressions linéaires (tu sais faire ?), soit tu traces deux courbes.

Posté par
MarvinSith
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 17:27

C'est ce que je viens de faire à l'instant sur ma calculatrice mais je trouve des résultats un peu bizarre..:

Sur ma calculatrice :
- ln(v0) en fonction de ln[I-)0

y = ax+b
a= 0.4023893291
b = -0.1633375514
r= 0.9161402108

- ln(v0) en fonction de ln[Fe3+)0

y = a+bx
a= 0.6621026387
b = 0.2004536194
r= 0.4877922745

a = 0.4 et b =0.2... A moins que je ne fasse n'importe quoi là ^^

Posté par
masterrr
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 17:34

Ah non, en fait ça ne va pas parce que les deux concentrations sont modifiées.

Si l'une était constante, cette méthode fonctionnerait mais là ça ne va pas...

Posté par
masterrr
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 17:35

[I^-]_0 est constante pour les trois premières valeurs donc tu peux utiliser ces dernières pour déterminer 3$ b.

Posté par
MarvinSith
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 17:40

Si on prend juste des points précis, par exemple, pour [I-], avec seulement les 3 premières colonnes, ça ne marcherait pas?

Je trouve que b = 1.009359731 mais bon pour trouver a après...

Posté par
masterrr
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 17:45

Citation :
Si on prend juste des points précis, par exemple, pour [I-], avec seulement les 3 premières colonnes, ça ne marcherait pas?

Oui, c'est ce que je venais de te proposer.

Par contre je n'obtiens pas la même valeur que toi pour b...

Pour a ça me semble bizarre : si on veut raisonner de la même manière, à chaque fois on ne trouve que deux points au maximum pour lesquels la concentration en ions fer III est constante. Du coup, c'est obligé que ce soit une droite... Peut-être faudrait-il faire une moyenne des différents résultats qu'on obtient.

L'exercice commence comme ça ou est-ce qu'on te parle d'une quelconque réaction avant ? (ou autres indications...)

Posté par
MarvinSith
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 17:54

Voici les question précédentes (en résumé) :

1) Ecrire la reaction entre I- et Fe3+ et définir la vitesse volumique

2) Ecrire v avec une cinétique d'ordre (v = k[I-]a[Fe3+]b) et donner l'unité de la constanste k

3) Donner l'intérêt de diluer 10 fois une solution de 5 mL

4)

t(s)60120180240300
x (mol/L)1325364655


Que représente x(t)/t?
Pourquoi diminue-t-elle? Tracer la courbe et donner uen estimation de (dx/dt)0

Posté par
masterrr
re : Cinétique d'ordre a et b 10-04-10 à 18:05

C'est bizarre. Je dirais de faire la moyenne des résultats obtenus lorsque la concentration en ions fer III est constante...

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Cinétique d'ordre a et b 11-04-10 à 11:02

Bonjour,

Il te suffit de poser les équations que tu donnes ces points. Je te propose cette méthode pour utiliser un maximum de donnée (on pourrait faire l'exo avec les 3 premiers points uniquement avec un système 3x3 facile à résoudre).

Avec les trois, on remarque [I-]o = constante ==> vo = k'.[Fe2+]o^b avec k' = k.2^a. Donc, en traçant ln(v) = f(ln([Fe^2]), la pente te donnera b et l'ordonnée à l'origine ln(k'), en prêtant attention aux unités.

Et pour trouver les deux autres paramètres, tu fais des systèmes (vraiment pas compliqué).

Formalise moi un peu tout ça et je t'aiderais à boucler.

BS

Posté par
MarvinSith
re : Cinétique d'ordre a et b 12-04-10 à 16:53

Je ne comprend pas très bien votre raisonnement basé sur des systèmes...

J'ai tracé ln(v) = f(ln([Fe+2]) et la calculatrice m'affiche ceci :

LinReg
y=a+bx
a=-1.056667942
b=1.009359761
r=.09998579361

Enfin je me répète...

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Cinétique d'ordre a et b 12-04-10 à 19:57

Bonsoir,

Première chose, quand on fait une régression, on dit avec quels points (même je te l'ai déjà dit). Ensuite, tout est écrit dans mon texte. Et enfin, un peut de texte pour expliquer ce que tu fais ne nuit pas.

Aller, on se motive un peu.

Posté par
MarvinSith
re : Cinétique d'ordre a et b 14-04-10 à 17:33

Excusez-moi pour ma réponse tardive!

Donc je vais essayer d'être plus clair :

Pour trouver le coefficient b, je prend les 3 colonnes du tableau car on peut remarquer que [I-]0 = cste donc je prend ma calculatrice (texas TI-82) et je dresse 2 listes :

Posté par
MarvinSith
re : Cinétique d'ordre a et b 14-04-10 à 17:41

... Confondu "Insérer une table" et "POSTER".. (pas ma journée )

Donc je répète, je dresse alors 2 listes :

ln(5.7)ln(2)
ln(11.1)ln(4)
ln(22.5)ln(8)


La 1ére colonne symbolise l'axe des Y qui est le ln de la concentration des ions [Fe3+]0, tandis que l'autre, l'axe des X, qui est le ln de la vitesse de réaction v0.

Puis ensuite je lui demande une régression linéaire du type a+bx et j'obtiens les résultats suivant :

LinReg
y=a+bx
a=-1.056667942
b=1.009359761
r=.09998579361

Donc le coefficient b=1 ?

Maintenant, il y a un détail que je n'ai pas du tout compris (ou je suis fatigué..)
Citation :
Et pour trouver les deux autres paramètres, tu fais des systèmes (vraiment pas compliqué).


Quel genre de systèmes parlez-vous?

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Cinétique d'ordre a et b 15-04-10 à 13:18

Bonjour Marvin

tu sais que b=1.

Tu prends :

ln(52) = ln(k) + aln(6) + ln(2^1)
ln(354) = ln(k) + aln(8) + ln(8)

c=ln(k)

ln(26) = a*ln(6) + c
ln(44.3) = a*ln(8) + c

Système 2x2 de niveau 3ème.

C'est une voie parmi d'autres. On aurait pu utiliser l'ordonnée à l'origine de la régression pour avoir une relation entre a et c.

Posté par
MarvinSith
re : Cinétique d'ordre a et b 15-04-10 à 15:37

Ah d'accord, tout simplement... J'ai trouvé que a = 2 avec votre systéme d'équation (sauf que j'ai pris deux autres points)

Donc je verrais si ça concorde bien avec la suite

Merci encore Boltzmann_Solver



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