Université Côte d'azur

ECUE Cinétique

Code de l'ECUE : SLECH503

Ce cours appartient à UE Cinétique et électrochimie (6 ECTS) qui contient 2 ECUE
PORTAIL SCIENCES ET TECHNOLOGIES
Chimie théorique, physique, analytique
Campus Valrose
Licence 3
Semestre impair
Français

PRESENTATION

Ce cours de cinétique chimique s’adresse aux étudiants de 3ème année de licence de chimie, licence de physique chimie et double licence chimie biologie. Après une présentation des concepts fondamentaux (loi de vitesse, ordre, réactions élémentaires, mécanismes), on se focalisera dans un premier temps sur les réactions d’ordre simple, puis sur l’établissement des lois de vitesse à partir des mécanismes de réaction, avec l’étude des réactions composées (opposées, séries, parallèles) et des réactions complexes auxquelles différentes méthodes d’approximation seront appliquées (AER, AEQS…). L’approche expérimentale des lois de vitesse sera également développée. Un chapitre sera consacré à l’étude de la cinétique chimique au niveau microscopique, avec en particulier la présentation de la théorie des collisions et de la théorie du complexe activé. L’étude de la catalyse fera également l’objet d’un chapitre, puis, après une présentation des méthodes cinétiques sans modèle, le cours se terminera sur des aspects de simulation numérique et d’optimisation des procédés.

Les applications de la cinétique sont : - La compréhension des mécanismes réactionnels, - l'optimisation des procédés industriels, - la simulation des réactions dans d'autres conditions expérimentales, - la sécurité des procédés et la prévention des emballements thermiques.

Responsable(s) du cours

Claire Lomenech , Nicolas Sbirrazzuoli

Présentiel

  • 12h de cours magistral
  • 14h de travaux dirigés
  • 13h de travaux pratiques

PREREQUIS

Avant le début du cours, je dois ...
  • Consulter le module de révision L1 et L2 disponible dans l'onglet "Préambule" du cours"
  • Faire le test de positionnement disponible l'onglet "Préambule" du cours

OBJECTIFS

A la fin de ce cours, je devrais être capable de...
  • Déterminer les lois cinétiques de transformations chimiques à partir d'informations sur leur mécanisme et/ou à partir de données expérimentales.
  • Relier les aspects mécanistiques et macroscopiques de la cinétique des réactions chimiques
  • Mettre en œuvre et analyser une expérience de cinétique chimique

CONTENU

  • Aucune description
  • Dans cette introduction, on verra l'objet de la cinétique avec les notions de vitesse de réaction, la différence avec l'aspect thermodynamique, le lien avec les mécanismes réactionnels, ainsi que les paramètres sur lequels on peut jouer pour augmenter la vitesse d'une réaction.

  • I.1. Equation bilan.

    I.2. Avancement de réaction.

    I.3. Vitesse de réaction.

    I.4. Loi de vitesse.

    I.5. Ordre de réaction.

    I.6. Dégénérescence de l'ordre d'une réaction.

    I.7. Réactions élémentaires, mécanisme.

    I.8. Etablissement d’un mécanisme réactionnel.

  • II.1. Réactions d'ordre zéro.

    II.2. Réactions d'ordre un.

    II.3. Réactions d'ordre global deux.

    II.3.1 Ordre 2 par rapport à un seul réactif.

    II.3.2 Ordre partiel 1 par rapport à deux réactifs.

    II.4. Réactions d'ordre global trois.

    II.5. Loi de vitesse d’ordre global n.

  • III.1. Méthodes de mesure de l’avancement d’une réaction.

    III.1.1: Méthodes d'analyse chimiques.

    III.1.2: Méthodes basées sur la variation d'une propriété physique.

     

    III.2. Méthodes d’établissement des lois de vitesse.

    III.2.1: Méthodes différentielles.

    III.2.2: Méthodes intégrales.

     

    III.3. Variation du coefficient de vitesse avec la température.

  • IV.1. Théorie des collisions.

     

    IV.1.1: Chocs bimoléculaires.

    Fréquence des collisions

    Distribution des vitesses

    Expression de la fréquence des collisions.

    Limites du modèle.

     

    IV.1.2: Energie d’activation

    Distribution des énergies

    Relation avec l’équation d’Arrhénius.

     

    IV.1.3: Facteur stérique

    Section de choc efficace

    Relation avec les observations expérimentales.

     

    IV.2. Théorie du complexe activé

    Chemin réactionnel et énergie

    Vitesse absolue de réaction

    Relation avec la thermodynamique.

  • V-1: Réactions opposées.

    V-1.1: Réactions opposées d'ordre un.

    V-1.2: Réactions opposées d'ordre deux.

    V-1.3: Réactions opposées d'ordre un et deux.

     

    V-2: Réactions parallèles.

    V-2.1: Cas général

    V-2.2: Réactions parallèles du même ordre.

    V-2.3: Réactions parallèles d'ordres différents.

    V-2.4: Réactions compétitives

     

    V-3: Réactions séries.

    V-3.1: Réactions séries d'ordre un

    V-3.2: Réactions séries d'ordres différents.

  • VI-1: Méthodes d’approximation applicables aux réactions complexes.

    VI-1.1: Approximation de l’étape déterminante.

    VI-1.2: Approximation de l’équilibre rapide.

    VI-1.3: Approximation de l’état quasi stationnaire.

    VI-2: Exemples de réaction complexe.

    VI-2.1: Combinaison de réactions opposées et séries.

    VI-2.2: Combinaison de réactions parallèle et séries.

    VI-2.3: Combinaison de réactions parallèle et opposées.

    VI-3: Réactions en chaîne.

  • VII-1: Catalyse homogène.

    VII-2: Catalyse hétérogène.

    VII-1: Catalyse enzymatique.

  • VIII-1. Méthodes isothermes

    VIII-2. Méthodes nonisothermes

  • IX-1. Simulations « classiques »

    IX-2. Simulations à partir des méthodes « sans modèle »

  • Aucune description
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Ce syllabus n’a aucune valeur contractuelle. Son contenu est susceptible d’évoluer en cours d’année : soyez attentifs aux dernières modifications.