Cinétique de réaction du premier ordre

Consommation du premier ordre

Lorsque la vitesse de consommation est proportionnelle à la concentration présente, C = C₀ exp(−kt) décrit son évolution. Ici, k est le constante de vitesse. Les unités du temps et du coefficient doivent être cohérentes. Le calculateur les ramène donc à une base en secondes. Avec une concentration initiale de 2 mol/L et k = 0,01 1/s, on obtient 1 mol/L après 69,3147 secondes.

Concentration cible

L’onglet du temps accepte une cible positive inférieure ou égale à la valeur initiale. Une concentration inchangée correspond à un temps nul. Cette équation seule ne permet pas d’établir qu’une réaction est du premier ordre. L’ajustement expérimental, la maîtrise de la température et le maintien du volume doivent être évalués séparément.

Lire ensemble le coefficient et le temps

L’exposant k·t doit être sans dimension. Ne multipliez pas directement un coefficient en inverse de seconde par des minutes. Les bons sélecteurs permettent la conversion. Pour un coefficient expérimental, comparez température, substance et milieu avec votre cas. Ce n’est pas une constante universelle de réaction.

Prenons une concentration initiale de 4 mol/L, une cible de 1 mol/L et un coefficient expérimental illustratif de 0,05 1/s. Le rapport vaut 4/1 = 4, donc le temps vaut ln(4)/0,05 ≈ 27,725887 s. La fraction restante vaut 1/4 et la conversion 75 %. Le temps de demi-réaction vaut ln(2)/0,05 ≈ 13,862944 s. Deux demi-réactions atteignent la cible puisque la concentration est divisée par deux, puis le reste à nouveau par deux.

Conversion et concentration restante sont deux sorties différentes. Changer la concentration initiale ne change pas ce temps de demi-réaction dans le modèle, mais peut modifier le temps vers une cible absolue. Des changements de température, réaction inverse ou volume peuvent exiger un autre modèle. L’épuisement complet n’a pas de durée finie. Une très petite valeur affichée comme zéro ne prouve pas un épuisement chimique complet.

Questions fréquentes

Comment calculer la concentration pour une réaction du premier ordre ?

Par exemple, l’équation de consommation du premier ordre donne 0,7358 mol/L après 100 secondes pour une concentration initiale de 2 mol/L et une constante de vitesse de 0,01 1/s. Le calcul suppose une température et un volume constants ainsi qu’une cinétique du premier ordre valide. Il ne détermine pas expérimentalement l’ordre de réaction.

Calculer avec ces valeurs