formation TAT (chimie orga) : pb avec T 1/2

[LéopoldineL]

Bonjour, 

 

Lors de la formation du TAT sur la chimie orga (n°1), j'ai eu un soucis avec la méthode pour répondre à l'Item D du QCM recopié ici :

"

QCM: 

A propos de la cinétique chimique. Soit la décomposition du pentaoxyde de diazote N2O5 : N2O5 -> 1/2 O2.

La constante de vitesse k est égale à 2,5 mol^-1. L.h^-1 . La concentration initiale de N2O5 est égale à 0,1M. 

A- La réaction est d'ordre 2. 

B- Le temps de demi-réaction est égale à 4h. 

C- Le temps de demi-réaction est égale à 0,3h. 

D- Au bout de 16h, il ne reste que 20% de pentaoxyde de diazote. 

E- Au bout de 16h, il restera 80% de pentaoxyde de diazote. 

"

 

Je comprends la technique où on calcule la durée au bout de laquelle on arrive à 20% de la concentration initiale. C'est cette technique utilisée dans la correction.  

 

Mais moi j'ai voulu répondre en disant que à 16h on a eu 4 temps de demi-vie (puisque avant on a calculé que T1/2 = 4h) et donc du coup on a eu (je suis partie de la durée pour arriver à la concentration) : 

- au bout de 1 temps de demi-vie : perte de 50% de la concentration initiale en N205 -> reste 50% 

- au bout de 2 temps de demi-vie : perte de 50% + 25% = 75% de la concentration initiale en N2O5 -> reste 25 %

- au bout de 3 temps de demi-vie : perte de 50% + 25% + 12,5% = 87,5%  de la concentration initiale en N205 -> reste 12,5% 

- au bout de 4 temps de demi-vie : perte de 50% + 25%+ 12,5% + 6,25% =93,75 % de la concentration initiale en N2O5 -> 6,25% 

 

Du coup au bout de 16h je trouve qu'il reste 6,25% de la concentration initiale. 

 

Je ne comprends pas pourquoi cette méthode ne marche pas. J'aurai pensé que c'est parce qu'il y a une variation du temps de demi-vie au cours du temps car il varierait avec la concentration (en comparaison d'une réaction d'ordre 1 où le temps de demi-vie est constant car ne dépend d'aucune concentration). 

Mais dans la formule du temps de demi-vie pour réaction d'ordre 2 : le temps de demi-vie est dépendant de [A]0 donc la concentration initiale, mais la concentration initiale ne change pas au cours du temps.... 

Où alors [A]0 c'est pas la concentration au début de l'expérience mais plutôt à chaque "début de temps de demi-vie" ?? 

( je ne sais pas si c'est très clair ce que je raconte). 

 

Enfin bref, si quelqu'un aurait une explication à me donner ça serait top! 

Merci d'avance, 

 

Léopoldine 

[Squee]

Eh Koukouuu !

 

Alors ici, j'ai un un PASS qui a fait la même "erreur" que toi quand il a tenté de résoudre.
Passer par ce genre de calcul, c'est bien futé à première vue. Cependant, on est en Cinétique d'ordre 2 !

Dans ce cas-là, la demie-vie va varier selon les concentrations en réactifs : elle n'est pas stable. Donc, tu ne peux pas appliquer ce genre de calculs.

Voilà pourquoi tu ne trouves pas des résultats cohérents. Et c'est aussi pour ça qu'on se réfère toujours aux formules des ordres 0, 1, 2 pour résoudre ces QCM !

 

J'espère avoir répondu à ta question ! c :

[LéopoldineL]

Merci, 

Du coup, [A]₀ dans le formule ça serait la concentration à partir de laquelle on veut calculer le temps de demi-vie , et comme la concentration en réactif diminue au cours de la réaction alors le temps de demi-vie varie aussi ??

[A]₀ n'est pas la concentration initiale tout le temps. C'est bien ça ? @Squee

(pour la cinétique d'ordre 2 je parle)

je pense avoir compris 

 

merciiiiiiiii 

[Squee]

Regarde, c'est un exemple de graphique de cinétique d'ordre 2. Tu vois bien ici qu'en fonction de la consommation du réactif, la demie-vie s'allonge de plus en plus. Tu ne peux donc pas réfléchir par proportionnalité !

Sinon, A(0) reste le même tout le temps, ça bouge pas. Mais au fur et à mesure que la concetration diminue, le t1/2 s'allonge !

[LéopoldineL]

oui je comprends bien et j'avais aussi vu ça sur le graphique du cours ,

mais c'est plutôt au niveau de la formule de T1/2 pour la cinétique d'ordre 2 que je voulais comprendre d'où ça venait 

@Squee

mais de toute façon je ne pense pas qu'on va nous demander de calculer le temps de demi-vie à un autre moment de la réaction que au début pour de l'ordre 2 , en examen. Enfin j'espère ^^ 

 

sur ton graphe si je voulais calculer le temps de demi-vie entre [A]₀ /2 et [A]₀/4, dans la formule il faudrait que je mette [A]₀ /2; par exemple ? 

[Squee]

Généralement, le Pr Stigliani te donnera une valeur précise de concentration, ou il te dira "quand x% du composé A est dégradé....".

Du coup, en ordre 2, tu appliques la formule suivante :

 

Tu remplaces les valeurs de concentration par celles données dans l'énoncé, tu isoles t, et tu le calcules !

Ne réfléchis par les calculs / formules de Demie-vie que si on te dit par exemple que 50% du réactif a été consommé !

Et comme tu l'as dis, la valeur de A(0) qu'il vous donnera, ce sera celle initiale, et c'est sur ça qu'il vous interrogera.

 

Pour ta nouvelle question, oui, ce serait l'idée !

[LéopoldineL]

oki ça marche, je vais faire comme ça !!! Mercii beaucoup 

@Squee

[Squee]

Avec plaisir ! N'hésite pas à revenir par ici si t'as d'autres questions sur quoi que ce soit, ou m'interpeller sur Discord / ailleurs.

[LéopoldineL]

Oui ça marche j'y penserai  @Squee merci