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Ordre de réaction
P.87

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ACTIVITÉ D'EXPLORATION


4
Ordre de réaction





Le sucre de consommation est principalement constitué de saccharose, une molécule susceptible de se décomposer et de former du glucose et du fructose en quantité équimolaire.

➜ Quelle équation peut modéliser la vitesse de réaction ?


Objectif

  • Identifier si l’évolution d’une concentration suit ou non une loi de vitesse d’ordre 1.


Doc. 1
Vitesse volumique de disparition

Une réaction, dont la vitesse ne dépend que de la concentration d’un seul réactif , est dite d’ordre si la vitesse volumique de disparition de s’écrit :



 : constante de vitesse (SI)
 : concentration en réactif (mol·L-1)
 : ordre de la réaction

De nombreuses réactions de décomposition sont d’ordre ( et en s-1). La vitesse volumique de disparition de est alors proportionnelle à sa concentration .

Doc. 2
Données expérimentales

Ce tableau présente l’évolution au cours du temps de la concentration en saccharose à 370 K.

Temps (s) Concentration (mol·L-1)
0 5,00
50 4,52
100 4,08
150 3,68
200 3,33
250 3,00
300 2,71
350 2,45
400 2,21
450 2,00
500 1,81

La vitesse instantanée de disparition du saccharose peut être calculée pour tous les instants (hormis la dernière) à partir de :


Doc. 3
Extrait d'un code Python

Code Python

Supplément numérique


Cliquer ici pour télécharger le code Python et le tableau au format .csv, .odt et .xls.

Compétences

REA/MATH : Utiliser un langage de programmation

Questions

1. Préciser le type de courbe représentant la vitesse de disparition en fonction de la concentration en réactif dans le cas d’une réaction d’ordre 1.


2. Identifier la raison pour laquelle on ne peut pas calculer la dernière vitesse volumique de disparition du saccharose.


3. Expliquer le rôle des lignes 5 et 6 dans le code Python fourni.


4. Compléter le code Python et conclure quant à l’ordre de la réaction étudiée.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy import stats
c = [] #A remplir
v = np.diff(c)/50
c = np.delete(c, len(c)-1, 0)
# Regression lineaire
a, b, r, p, err = stats.linregress(c, v)
print ('Le modele affine v = a x c + b a pour coefficients : \n a = ' + str(a) + '\n b = ' + str(b))
# Graphique
plt.scatter(c, v, marker = '+', color = 'blue')
plt.plot(c, a*c+b, color = 'red')
plt.xlabel('Concentration en (mol/L)')
plt.ylabel('Vitesse volumique de disparition en (mol/L/s)')
plt.title('Evolution de la vitesse en fonction de la concentration d\'un reactif')
plt.show()
  
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Synthèse de l'activité

Résumer la méthode permettant de déterminer si une réaction est d’ordre 1.
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