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Vitesse/catalyse
Bonjour je n'arrive pas à exprimer la vitesse.
La réaction de décomposition de l'ozone en dioxygène est catalysée par le dichlore. 2(O3) -> 3(Cl2)
Le mécanisme est le suivant: O3 + Cl2 -->k1 ClO* + ClO2*
ClO2* + O3 -->k2 ClO3* + O2
ClO3* + O3 -->k3 ClO2* + 2O2
2ClO3* -->k4 Cl2 + 3O2
Etablir l'expression théorique v de la vitesse de cette réaction. On appliquera l'AEQS à ClO2* et ClO3*
L'expérience établit que Ve = k [O3]^(3/2).[Cl2]^(1/2)
Comparer l'expression expérimentale ve avec l'expression théorique. Que peut-on déduire ?
J'ai écris que v = -2d[O3]/dt = k1[O3][Cl2] + k2[O3][ClO2*] + k3[O3][ClO3*]
On cherche donc [Cl2] ; [ClO3*] et [ClO2*]
AEQS = d[ClO2*]/dt = 0 = k1[O3][Cl2] - k2[ClO2*][O3] + k3[ClO3*][O3]
d[ClO3*]/dt = 0 = k2[ClO2*][O3] - k3[ClO3*][O3] - k4[ClO3*]²
En additionnant j'ai k1[O3][Cl2] = k4[ClO3*]²
Est ce correct ? Comment puis-je continuer ?
Merci d'avance pour votre aide !
- pour la réaction bilan vitesse v = -1/2 d(O3)/dt
- à partir du mécanisme : d(O3)/dt = -v1 - v2 - v3
tes expressions de v1, v2 et v3 sont correctes
- il faut , à partir du mécanisme, exprimer d(O3)/dt en fonction des concentrations en espèces stables ( donc concentrations mesurables) comme (O3) et (Cl2)
On utilise alors l'approximation de l'AEQS . Attention une erreur de stoechiométrie dans tes ecritures
d(ClO2)/dt = 0 = v1 -v2 +v3
d(ClO3)/dt = v2 -V3 - 2 v4
on tire alors comme tu l'as fait (ClO3) puis on reporte ce resultat dans une de ces équations et on tire (ClO2) , ces concentrations en intermédiaire faisant intervenir les ki et (O3) et (Cl2 )
- on reporte dans -d(O3)/dt ...
- Pour la réaction bilan je suis d'accord. Je voulais savoir quelle est l'influence du -1/2 dans la vitesse ?
- Pourquoi d(O3)/dt = -v1 - v2 -v3 et non v1 + v2 + v3 ? Pour ma part, j'ai dis que v = v1 + v2 +v3 mais en réalité je ne sais pas vraiment pourquoi.
- Pour ce point, comment savoir quelles sont les espèces stables de manière générale ? Ici comment sait-on que c'est O3 et Cl2 ?
Je vais essayer de le faire et je vous tiens au courant.
Merci pour votre aide.
Je trouve [ClO3*] = (k1[O3][Cl2]/k4)^1/2
En remplaçant je trouve [ClO2*] = k1/k2 [Cl2] + k3/k2 * (k1[O2][Cl2]/k4)^1/2
- pour une reaction a A -> b B sauf mention contraire v = -1/a d(A)/dt = 1/b d(B)/dt
- dans la derniere réaction tu vois que d(ClO3)/dt = 2 v4 ( voir l'expression ligne précédente ) donc dans ton expression de (ClO3) il manque un 2
- prtit conseil d'ami : dans un mécanisme ne pas finasser, on ecrit toutes les variations de concentrations avec des + quand cela apparait et de - quand cela disparait ! donc O3 disparait dans les réactions 1 , 2 et 3 donc d(O3) /dt = - v1 -v2 -v3 !!
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