Applications des facteurs cinétiques dans la vie courante
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Objectif : Une transformation chimique peut
être lente ou rapide. La vitesse de la transformation
dépend de la nature des réactifs qui sont mis en
présence.
Les facteurs cinétiques sont des grandeurs qui influent sur la vitesse des transformations.
Les facteurs cinétiques sont des grandeurs qui influent sur la vitesse des transformations.
Comment utilise-t-on les facteurs cinétiques dans la vie courante ? Pourquoi souhaite-t-on maîtriser la vitesse d'une transformation chimique ?
1. Accélération d'une transformation chimique
Certaines transformations chimiques sont trop
lentes. On augmente la vitesse
de la transformation à l'aide des facteurs
cinétiques.
Dans d'autres cas, l'augmentation de la température permet d'initier des réactions qui ne se font pas à température ambiante.
Dans d'autres cas, l'augmentation de la température permet d'initier des réactions qui ne se font pas à température ambiante.
a. Applications industrielles
De nombreuses réactions utilisées dans l'industrie
sont trop lentes à température
ambiante. Dans un souci d'économie, on les réalise
à haute température.
Exemples :
- Synthèse de l'ammoniac : la synthèse de
l'ammoniac NH3 est réalisée à
partir de diazote N2 et de dihydrogène
H2. On travaille vers 400-500 °C en
présence de fer activé car à
température ambiante, la réaction ne se fait
pas.
- Synthèse d'esters : les esters sont des composés utilisés principalement en parfumerie ; ils sont synthétisés à partir d'alcools et d'anhydrides d'acide. En travaillant à température modérée, on augmente de façon significative la vitesse de la transformation.
b. Utilisation de l'autocuiseur
L'utilisation de l'autocuiseur permet
d'accélérer la cuisson des
aliments. Dans celui-ci, en effet, sous l'effet de la pression,
l'eau se trouve à une température de l'ordre de
110 °C.
c. Combustion de l'essence
Dans un moteur à explosion, la transformation chimique est
amorcée par une étincelle crée par la bougie
à la fin de la compression. Le mélange (gaz + air)
ne réagit pas à température ambiante. C'est
l'élévation brusque de la température par
l'étincelle qui provoque la combustion.
2. Ralentissement d'une transformation chimique
Certaines transformations chimiques sont trop
rapides. On diminue la vitesse
de la transformation à l'aide des facteurs
cinétiques.
Dans d'autres cas, la diminution de la température permet de bloquer des réactions qui sont trop rapides à température ambiante.
Dans d'autres cas, la diminution de la température permet de bloquer des réactions qui sont trop rapides à température ambiante.
a. Applications industrielles
Certaines transformations sont trop rapides et
peuvent s'emballer. Pour éviter les risques industriels
liés à des réactions qui libèreraient
trop d'énergie, on contrôle la
température des milieux réactionnels.
Ce contrôle peut être effectué en diminuant la température ou en diluant les réactifs (la concentration diminue). La vitesse de la transformation diminue et la transformation est plus lente, voire quasi-statique.
Une transformation exothermique (qui libère de l'énergie) doit être contrôlée.
Ce contrôle peut être effectué en diminuant la température ou en diluant les réactifs (la concentration diminue). La vitesse de la transformation diminue et la transformation est plus lente, voire quasi-statique.
Une transformation exothermique (qui libère de l'énergie) doit être contrôlée.
b. Conservation des aliments
A température ambiante, les composés chimiques
contenus dans les aliments s'altèrent et se
dégradent. On observe diverses
transformations chimiques (oxydation des vitamines, apparition de
composés dérivés toxiques, etc.). Afin
d'éviter ces transformations, on conserve
les aliments à basse température.
La vitesse de la transformation est alors si lente qu'il faut
plusieurs jours avant que les produits apparaissent.
Dans certains cas, pour éviter la prolifération des bactéries, on congèle les produits ; ceux-ci peuvent alors se conserver plusieurs mois sans altération.
Dans certains cas, pour éviter la prolifération des bactéries, on congèle les produits ; ceux-ci peuvent alors se conserver plusieurs mois sans altération.
c. Réalisation d'une trempe
Dans les laboratoires de chimie ou de biologie, on a souvent
besoin d'analyser la composition d'un mélange à une
date donnée. Si ce mélange est le siège
d'une transformation chimique, il faut stopper celle-là au
moment où l'on réalise les mesures afin de ne pas
fausser les analyses ; pour cela, on réalise une
trempe.
Le procédé consiste à diminuer brusquement la température du milieu réactionnel en le plongeant dans un bain-marie d'eau glacée. On réalise aussi une trempe en ajoutant rapidement une grande quantité de solvant dans le mélange réactionnel : la diminution de la concentration des réactifs diminue la vitesse de la transformation.
Le procédé consiste à diminuer brusquement la température du milieu réactionnel en le plongeant dans un bain-marie d'eau glacée. On réalise aussi une trempe en ajoutant rapidement une grande quantité de solvant dans le mélange réactionnel : la diminution de la concentration des réactifs diminue la vitesse de la transformation.
L'essentiel
On peut ralentir ou accélérer une transformation
chimique en agissant sur les facteurs cinétiques.
On accélère des transformations
en augmentant la température du milieu
réactionnel.
On ralentit ou on bloque des
transformations, on contrôle des
réactions dangereuses, on diminuant la
température ou en diluant le
mélange réactionnel.
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