Introduction à la cinétique

quand tu étudies la chimie tu étudies en fait plein de réactions prenons par exemple l'hydrogène gazeux de l'hydrogène gazeux donc h 2 c'est une molécule dit atomique car elle fait une liaison hydrogène avec elle même dans son état gazeux et puis prenons également de l'iodé gazeux l'yonne gazeux qui est également une molécule a dit atomique qui est aussi ici à l'état gazeux maintenant on va imaginer la réaction qui se produit donc on à de l'hydrogène gazeux de lieux de gazon et on va avoir comme produit de lieux dur d'hydrogène on va avoir deux moules 10e dur d'hydrogène et alors tout ça cette réaction elle a l'air parfaite de la leyre clair propre sans aucune agitation mais en fait on sait que ce n'est pas ça qui se passe dans la réalité on sait que ça ne se produit pas instantanément juste comme ça on ne peut pas juste prendre de l'hydrogène et de llyod et le transformer en mesures d'hydrogène comme ça d'un coup de baguette magique il y à une série de processus qui ont lieu tu vois ces molécules gazeuses bouge dans tous les sens elles doivent armement entrés en collision les unes avec les autres briser les liaisons existence pour former de nouvelles liaisons et tout ça se passe pas si facilement voilà tout ce que nous allons voir dans cette vidéo ce domaine d'étude sur le comment les procès ces processus ont lieu et la vitesse de réaction qui est appelé la cinétique la cinétique chimique c'est un chouette mots et tu connais déjà peut-être ce mot parce qu'on n'en parle pas mal quand on parle d'énergie cinétique et donc la cinétique c'est l'étude de cette vitesse de réaction à quelle vitesse ces réactions de ce produit stèles et comment se produit ce thème essayer d'aborder tout ceci de manière un peu intuitive pour comprendre comment l'hydrogène et llyod peuvent se combiner pour former deux lieux dur d'hydrogène pensons d'abord à quoi ressemble l'hydrogène prenons pour ça d'abord notre tableau de mendeleïev donc ici tu vois le tableau de même de l'efs on à l'hydrogène ici et doug l'hydrogène à un électron de balancer d'optionnel deux atomes d'hydrogène ils peuvent s'assembler et partager c'est cet électron l'un avec l'autre llyod ici à cet électron de valence il est dans le groupe 17 et donc s'ils partagent un électron avec un os triode il va pouvoir compléter sa dernière couche d'électrons voyons voir ce que ça donne donc on a deux l'hydrogène avec un électron de valence et un deuxième hydrogène avec de nouveau un électron de valence et s'ils partagent cet électron ça crée une liaison ils peuvent tous les deux prétendent qu'ils ont deux électrons ils sont contents parce que ça leur permettent d'avoir l'impression d'avoir complété leur couche un ace d'électrons il se passe la même chose avec llyod le connaître llyod ils ont chacun cette électrode valence ce sont des allogènes les allogènes sont donc les éléments du groupe 17 et ils ont cette électrode valence est donc celui ci peuvent prétendre à avoir huit électrons s'il se lie à l'autre de nouveau ils vont partager leurs dernières électrons pour avoir l'impression d'être complet et c'est pourquoi l'hydrogène elliott sont des molécules gazeuses dit atomique maintenant voyons ce qui se passe donc ce sont tous les deux ils sont tous les deux dans un état gazeux donc il bouge dans tous les sens il se cogne aux uns et aux autres et autres collisions veut donc dessiner ça on à l'hydrogène qui ressemblerait comme deux petites sphères qui sont reliés au centre par les électrons qui les gardent bien ensemble de pionnat l'yonne à ce sont deux atomes plus grands qui sort de nous rallier ensemble par cette liaison covalente qui sont donc ces électrons et alors ces deux molécules doivent se rencontrer ce est entré en collision exactement de la bonne manière pour engendrer la réaction et tout ceci est donc probabiliste maintenant la question c'est comment pour créer cette nouvelle molécule qu'on qui est donc lié dur d'hydrogène on va faire pour briser ces liaisons et former de nouvelles la première chose à penser c'est qu'il ya donc énormément de molécules de chasseurs et donc on peut dessiner davantage de molécules d'hydrogène comme ça avec les électrons qui les relient entre eux est une molécule dit eudes ici une musique d'ici dix ont toujours bien relié missiles par des électrons et donc qu'il faut c'est que notre molécules d'hydrogène entre correctement en collision avec notre molécule diodes prenons celui ci par exemple ou qu'il est en train de bouger d'un peu dans tous les sens et par là il parlait il parla et par là dans tous les sens pareil pour l'autre et puis tout d'un coup ils se cognent juste là comme ça ils entrent en collision ici et on va voir les électrons réussi qui vont se dire bah ouais c'est cool d'être positionné de cette façon dans cette configuration stable à l'intérieur de l'hydrogène nous remplissons la couche un ace mais regarde la lionne juste là il a vraiment très fort envie de moi il est beaucoup plus électro négatif que l'hydrogène est donc en fait c'est ils sont attirés comme ça attirés vers lionne et autre incident un plus aux états d'énergie ils savent pas très bien en fait si 60 jours d'incertitude est ce que on veut rester dans la liaison d'hydrogène on veut rejoindre biot et de la même façon ceux qui ceux qui sont ici weiss 10 bat en fait moi c'est cool ça pourrait être un bon moment deux bouts de bouger et de rejoindre mon atom mer donc hop retour au coeur de l'atome mer si l'autre vient ici remplir les couches extérieures et ce truc là donc arif uniquement si la collision convient c'est donc en fait si ça permet si sa honte dans un état de haute énergie un état de transition d'une réaction il cet état de la réaction est appelé le complexe active et complexes activée je peux aussi de dessiner de cette manière si on peut également donc le dessiner on a nos atomes d'hydrogène avec une liaison qui est devenu instable et nos atomes diodes avec également une vision qui est devenu instable et des nouvelles liaisons qui se sont créés ici c'est une autre façon de représenter ce complexe activée donc ça c'est l'attraction qui a lieu entre l'hydrogène elliott pour bien comprendre donc on peut dire qu'avant on avait nos hydrogène qui étaient reliés comme ça dans des configurations stable et lieux d'eux mêmes et puis on passe dans cet état de haute énergie s'étaient activés instable qui est donc le complexe est activé pour enfin arriver dans notre dernier terre on a toujours deux hydrogène toujours deux young deux atomes dionne mais cette fois ci ne liaison stable se trouve ici et ce qui est important de noter c'est qu'ici on avait un certain niveau d'énergie de départ on a dû passer dans un état d'énergie plus haut un état minergie active et plus élevé qu'au départ et puis on arrive dans un état d'énergie plus bas en fait plus bas que celui qu'on avait au départ mais pour y arriver on a donc dû passer par un état d'énergie plus élevé on va faire un graphique pour bien comprendre tout ça alors disons que l'ex dx ici c'est donc la progression de la réaction et l'ex des y c'est l'énergie potentielle l'énergie potentielle et donc au départ on a une certaine énergie potentielle et donc l'énergie potentiel de la molécule d'hydrogène et de la molécule diodes qu'on a à h 2 plus hideuse et à la fin comme on l'a dit on aime plus basse énergie plus bas niveau d'énergie on a nos nos molécules dites dures d'hydrogène mais pour passer de l'un à l'autre on a besoin de plus d'énergie on a besoin donc de dépasser un pic d'énergie et ça c'est notre état activée c'est donc notre état du complexe activer les électrons ont besoin de plus d'énergie pour pouvoir décider ce qu'ils veulent faire de leur vie où vont-ils de calais llyod l'hydrogène irh d'hydrogène ils doivent donc décidé et cela leur demande plus d'énergie et donc on doit passer par un état d'énergie plus élevé pour pouvoir retomber un état d'énergie plus faible on doit donc mettre de l'énergie dans le système ce n'est pas toujours nécessaire d'en ajouter mais si ça n'arrive pas spontanément il faut ajouter deux nations dans le système pour atteindre cet été activé et la différence entre le niveau d'énergie auquel on est quand on était juste avec des molécules d'hydrogène et des molécules diode séparés et l'énergie maximum qu'au qui correspond à l'état d'énergie du complexe activé cette distance juste ici c'est l'énergie d'activation l'énergie d'activation également dire hors énergie d'activation donc si on est capable d'une certaine manière d'amener de l'énergie dans le système alors tout ceci va pouvoir se produire on va pouvoir avoir la bonne collision les liaisons vont pouvoir se briser être réformé et plus tard on fera peut-être des réactions et on étudiera ses distances et pour le moment ce qu'il faut noter c'est que ça ne se passe juste pas spontanément de l'un à l'autre mais ça nécessite de passer par un état élevée d'énergie voyons maintenant le concept de catalyseur peut-être que tu as déjà entendu parler de ce concept ou de quelque chose qui est catalysée reprenons notre réaction qu'on avait au départ donc on a h2 plus hideuse qui nous donne 2 et aux durs d'hydrogène d'accord et bien si on rajoute un catalyseur là dedans qu'est ce qui va se passer qu'est ce qu'un catalyseur déjà on ne va pas entrer dans le détail de ce qu'est un catalyseur ni comment ça permet de catalyser d'accélérer les réactions peuvent agir en fait de plein de façons différentes donc on ne va pas aller en détail par rapport à tout ça mais en gros donc le catalyseur c'est quelque chose qui va pas réagir il est là avant et idées là après la douche pas réagir dans la réaction mais il va permettre à la réaction d'aller seul plus vite c'est d'avoir besoin de moins d'énergie d'activation donc ici il va pouvoir descendre en fait cette courbe est donc ce catalyseur bas ça pourrait doute molécules qui permettent donc d'entrer dans des étapes de transition qui demandent un plus bas niveau d'énergie potentielles ils ont besoin de chaleur - de concentration de molécules pour entrer en collision correctement et enclencher la réaction est entré donc dans cet état active et d'énergie donc si on part maintenant du principe qu'on a bien compris comment tout ceci avait lieu et comment ces molécules interagissent ensemble quelles sont les choses que tu penses vont pouvoir enclencher une réaction non eh bien on parle parfois de catalyseurs positifs et de catalyseurs négatifs qui peuvent ralentir une réaction et si on va parler de catalyseur positif qui va diminuer donc l'énergie l'activation ou accélérer la réaction donc quand on est un catalyseur positif on va avoir plus de molécules qui vont entrer en collision les unes avec les autres correctement et ça va nous permettre d'atteindre un état de l'énergie nécessaire pour avoir la réaction ça peut donc arriver si tu augmente la concentration donc catalyseur neeser positif on a dit ça va accélérer la réaction accélérer la vitesse de la réaction et on va d'abord parlé de la concentration donc pareil la réaction est augmentée si on augmente la concentration on aura plus d'éléments qui vont entrer en collision les uns avec les autres donc tout ça et probabiliste quand on écrit ces réactions comme on l'a dit ces équations résonnèrent toutes parfaites propre mais en fait c'est pas vraiment comme ça que ça se passe dans le monde réel on a les molécules qui bouge dans tous les sens qui entrent en collision et un moment elle entre correctement en collision les unes avec les autres et ça enclenche la réaction donc plus on est deux molécules plus on a deux collisions plus on a de chances d'enclencher de la réaction quand on fait attention ici on peut aussi également se demander le tien est ce qu'il n'ya pas quelque chose à voir avec l'énergie de chacune de ces molécules parce que certaines molécules ont peut être une énergie cinétique plus élevés que d'autres la température en fait ne nous donne qu'une moyenne il est effectivement une certaine probabilité pour que deux molécules entrent en collision juste parfaitement même si l on a fait très peu d'énergie cinétique est quand même du coup de passer à l'état l'activation ça peut toujours arriver il ya toujours une probabilité que ça arrive mais si on augmente la température on va rentrer la réaction beaucoup plus probable et nous pouvons donc l'écrire ça ici c'est probablement la donne et qui va le plus influent stellaris vitesse de la réaction donc la température va augmenter la réaction les nerfs les molécules vont avoir plus d'énergie et donc vont davantage entrés en collision à voir une énergie plus forte pour entrer en collision et vont donc pouvoir mieux enclenché la réaction la dernière de données dont nous allons parler ici c'est la surface la surface si tu augmentes la surface d'interaction tu peux en fait augmenter la vitesse de réaction comme nous parlons d'interaction entre gaz la surface est déjà très propice aux interactions mais donc c'est une donnée qui influence pour bien comprendre cela pense à la réaction du chlorure de sodium chlorure de sodium solide donc duchel du ciel solide avec de l'eau liquide avec de l'eau kane kid qui nous permet d'obtenir un camion de sodium à queue et un agneau de clore à que également donc ça a été dissous et bien comment ça se passe donc on a un gros on a un gros blocs de sel ici qui est donc composé de sodium et de chlore comme ceci et puis on a l'eau tout autour et donc l'ol va entrer en interaction avec uniquement la surface de notre groupe blocs de sel donc les molécules devoir réagir avec les molécules de la surface de neuf blocs de sel et donc petit à petit ça va créer des liaisons polaire avec et des ions de sodium et de chlore mais si on avait cassé le bloc en plein de petits morceaux on aurait l'eau qui pourrait se mettre vraiment partout et interagir avec beaucoup plus de molécules de chlorure de sodium donc plus la surface avec laquelle l'eau peut interagir est grande plus on aura d'interaction donc augmenter la surface d'interaction augmente également la vitesse de réaction si on prend du liquide on va pouvoir mélanger les liquides dont qu'on aura plein de petites gouttelettes qui vont se mélanger les unes aux autres et on va également augmenter la surface donc comme tu peux t'en rendre compte les guez ont effectivement une surface importante donc voilà ceci était une introduction au concept de cinétique et je voudrais surtout que de cette vidéo tu retiennent que la chimie ce ne sont pas juste des formules mais que ce sont des sceaux d'énergie à réaliser des liens brisés et puis retisser entre les atomes que tous els probabiliste et confus et il faut vraiment penser à comment augmenter la probabilité d'avoir une collision juste parfaite pour permettre à la réaction d'avoir lieu