Physique-Chimie Terminale Spécialité

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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 4
Activité 4 - Activité d'exploration

Ordre de réaction

13 professeurs ont participé à cette page
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Objectif : Identifier si l'évolution d'une concentration suit ou non une loi de vitesse d'ordre 1.
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Problématique de l'activité
Le sucre de consommation est principalement constitué de saccharose, une molécule susceptible de se décomposer et de former du glucose et du fructose en quantité équimolaire.
Quelle équation peut modéliser la vitesse de réaction ?
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Doc. 1
Vitesse volumique de disparition

Une réaction, dont la vitesse ne dépend que de la concentration d'un seul réactif \text{A}(\text{aq}), est dite d'ordre \alpha si la vitesse volumique de disparition de \text{A}(\text{aq}) s'écrit :

v_A = k \cdot [\text{A}]^\alpha

k : constante de vitesse (SI)
[\text{A}] : concentration en réactif \text{A}(\text{aq}) (mol·L-1)
\alpha : ordre de la réaction

De nombreuses réactions de décomposition sont d'ordre 1 (\alpha =1 et k en s-1). La vitesse volumique de disparition de \text{A}(\text{aq}) est alors proportionnelle à sa concentration [\text{A}].
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Doc. 2
Données expérimentales

Ce tableau présente l'évolution au cours du temps de la concentration en saccharose [\text{C}_{12}\ \text{H}_{22}\ \text{O}_{11}] à 370 K.

Temps \bm t (s)Concentration [\textbf{C}_\bold{12}\ \textbf{H}_\bold{22}\ \textbf{O}_\bold{11}] (mol·L-1)
05,00
504,52
1004,08
1503,68
2003,33
2503,00
3002,71
3502,45
4002,21
4502,00
5001,81

La vitesse instantanée v_{\text{i}} de disparition du saccharose peut être calculée pour tous les instants t_{\text{i}} (hormis la dernière) à partir de :

v_\text{i} = - \dfrac{[\text{C}_{12}\ \text{H}_{22} \ \text{O}_{11}]_{\text{i}+1} - [\text{C}_{12}\ \text{H}_{22}\ \text{O}_{11}]_\text{i}}{t_{\text{i}+1} - t_\text{i}}
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Doc. 3
Extrait d'un code Python


Placeholder pour Code PythonCode Python
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Supplément numérique

Cliquer ici pour télécharger et au format .csv, .odt et .xls.
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Questions
Compétence(s)
REA/MATH : Utiliser un langage de programmation

1. Préciser le type de courbe représentant la vitesse de disparition en fonction de la concentration en réactif dans le cas d'une réaction d'ordre 1.


2. Identifier la raison pour laquelle on ne peut pas calculer la dernière vitesse volumique de disparition du saccharose.


3. Expliquer le rôle des lignes 5 et 6 dans le code Python fourni.


4. Compléter le code Python et conclure quant à l'ordre de la réaction étudiée.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy import stats
c = [] #A remplir
v = np.diff(c)/50
c = np.delete(c, len(c)-1, 0)
# Regression lineaire
a, b, r, p, err = stats.linregress(c, v)
print ('Le modele affine v = a x c + b a pour coefficients : \n a = ' + str(a) + '\n b = ' + str(b))
# Graphique
plt.scatter(c, v, marker = '+', color = 'blue')
plt.plot(c, a*c+b, color = 'red')
plt.xlabel('Concentration en (mol/L)')
plt.ylabel('Vitesse volumique de disparition en (mol/L/s)')
plt.title('Evolution de la vitesse en fonction de la concentration d\'un reactif')
plt.show()
  
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Synthèse de l'activité
Résumer la méthode permettant de déterminer si une réaction est d'ordre 1.
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