Qu'est-ce que le calculateur de loi de vitesse ?
La loi de vitesse (ou équation de vitesse) relie la vitesse d'une réaction chimique aux concentrations de ses réactifs. Pour une réaction générale faisant intervenir les réactifs A et B, la vitesse s'écrit $$\text{v} = \text{k} \cdot [\text{A}]^{\text{m}} \cdot [\text{B}]^{\text{n}}$$ où \(k\) est la constante de vitesse, \([A]\) et \([B]\) les concentrations molaires, et \(m\) et \(n\) les ordres de réaction par rapport à chaque réactif. Ce calculateur évalue cette expression instantanément et indique également l'ordre global de la réaction, \(m + n\).
Comment l'utiliser
Renseignez la constante de vitesse \(k\), puis la concentration et l'ordre du réactif A, et éventuellement ceux du réactif B. Si votre réaction ne dépend que d'un seul réactif, fixez le second ordre à 0 (son terme devient alors égal à 1 et n'a plus d'effet). L'outil affiche la vitesse instantanée de la réaction ainsi que chaque terme de concentration, pour bien visualiser leur contribution.
La formule expliquée
Les ordres de réaction se déterminent expérimentalement, et non à partir des coefficients stœchiométriques. Un terme d'ordre zéro contribue par un facteur 1 quelle que soit la concentration ; un terme d'ordre un varie de façon linéaire avec la concentration ; un terme d'ordre deux varie comme son carré. La constante de vitesse \(k\) possède des unités qui dépendent de l'ordre global, de sorte que la vitesse s'exprime toujours en \(\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}\).
Exemple résolu
Supposons \(k = 0{,}5\), \([A] = 2\) mol/L avec un ordre \(m = 2\), et \([B] = 3\) mol/L avec un ordre \(n = 1\). On a alors \([A]^2 = 4\) et \([B]^1 = 3\), soit $$\text{v} = 0{,}5 \times 4 \times 3 = 6\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$$ L'ordre global vaut \(2 + 1 = 3\).
FAQ
Les ordres de réaction peuvent-ils être fractionnaires ou négatifs ? Oui : les ordres déterminés expérimentalement peuvent être fractionnaires, voire négatifs. Ce calculateur accepte n'importe quelle valeur réelle grâce à la fonction puissance.
Que faire si je n'ai qu'un seul réactif ? Laissez \([B]\) à n'importe quelle valeur et fixez son ordre \(n\) à 0 : le terme en \([B]\) devient alors égal à 1.
Comment trouver la constante de vitesse k ? Mesurez la vitesse et les concentrations lors d'une expérience, puis réarrangez la loi de vitesse : $$\text{k} = \frac{\text{v}}{[\text{A}]^{\text{m}} \cdot [\text{B}]^{\text{n}}}$$
