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Niveau maths sup
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Cinétique chimique

Posté par
Thibault1999
16-12-17 à 19:07

Bonsoir,

J'ai un DNS à rendre pour la semaine prochaine mais une question me pose problème...
Dans l'exercice, on s'intéresse aux deux formes cycliques du glucose, que l'on note forme alpha et forme beta. On a la réaction suivante :

alpha <=> beta (La réaction se fait dans les deux sens. on note k1 la constante de vitesse pour le sens 1 et k-1 la constante de vitesse pour le sens -1).

On suit le pouvoir rotatoire de la solution au cours du temps, les deux espèces étant optiquement actives.

C0 désigne la concentration molaire totale, x la fraction molaire en beta et xe la fraction molaire en beta à l'équilibre.


J'ai du dans les questions précédentes trouver la relation suivante :

v_f=k_1 \times [alpha] - k_{-1}[beta]=k_1C_0(1-x)-k_{-1}C_0x où vf désigne la vitesse de formation de l'espèce beta.


Je dois ensuite démontrer l'égalité suivante :

ln(\frac{theta_e-theta}{theta_e-theta_0})=-(k_1+k_{-1})t
ou theta, thetae et thata0 désignent respectivement le pouvoir rotatoire de la solution à l'instant t, à l'équilibre et à l'instant initial.

Pour cela, j'ai commencé par établir l'équa diff en x :

\frac{dx}{dt}+(k_1+k_{-1})x=k_1

d'où x(t)=\frac{k_1}{k_1+k_{-1}}(1-e^{-(k_1+k_{-1})t})=x_e(1-e^{-(k_1+k_{-1})t})

C'est ici que je suis bloqué. Je tourne en rond sans parvenir à l'égalité à démontrer.

Merci d'avance pour votre aide et bonne soirée.

Posté par
vanoise
re : Cinétique chimique 16-12-17 à 19:48

Bonsoir
Selon ce que tu as écrit (pas pris le temps de vérifier) :

e^{-\left(k_{1}+k_{1}\right)t}=\frac{x_{e}-x}{x_{e}}

passage au log :

-\left(k_{1}+k_{1}\right)t=\ln\left(\frac{x_{e}-x}{x_{e}}\right)

Loi de Biot en supposant l'absence initiale de beta :

\theta_{0}=K_{\alpha}.C_{0}

\theta=C_{0}.\left[K_{\alpha}.\left(1-x\right)+K_{\beta}.x\right]

\theta_{e}=C_{0}.\left[K_{\alpha}.\left(1-x_{e}\right)+K_{\beta}.x_{e}\right]

En remplaçant dans l'expression demandée...



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