Méthode 3 - Déterminer un temps de demi-réaction

Les concentrations (ou les quantités de matière) des réactifs et des produits sont liées entre elles par l'intermédiaire de l'avancement de la réaction. Il est ainsi possible d'exploiter les évolutions temporelles des unes ou des autres pour déterminer le temps de demi-réaction.

Si vous disposez de la courbe représentant la concentration `["Réactif"]=f(t)`

• On vérifie que la concentration finale en réactif est nulle, soit `["Réactif"]_"f"=0" mol"\cdot"L"^{-1}` ;
• on se place à `["Réactif"](t_"1/2")=\frac{["Réactif"]_"i"}{2}` ;
• puis on lit sur l’axe des abscisses la valeur de \(t_{1/2}\).

La procédure est la même si on a la courbe `n_"Réactif"=f(t)`. La lecture se fera à  `n_{"Réactif"}(t_"1/2")=\frac{n_"Réactif,i"}{2}` 

Si vous disposez de la courbe représentant la concentration `["Produit"]=f(t)`

• On vérifie que la concentration initiale en produit est nulle, soit `["Produit"]_"i"=0" mol"\cdot"L"^{-1}` ;
• on se place à `["Produit"](t_{"1/2"})=\frac{["Produit"]_"f"}{2}` ;
• puis on lit sur l’axe des abscisses la valeur de \(t_{1/2}\).

La procédure est la même si on a la courbe `n_{"Produit"}=f(t)`. La lecture se fera à`n_{"Produit"}(t_{"1/2"})=\frac{n_{"Produit,f"}}{2}`.

Pour s'exercer (sujets du bac)

Exercice 1

Ci-dessous la courbe représentant l'évolution, en fonction du temps, de la concentration du chlorure de tertiobutyle noté `"RCl"`, lors de son hydrolyse en tertiobutanol.

Déterminer la valeur du temps de demi-réaction.

Exercice 2

Ci-dessous, les courbes représentant l'évolution, en fonction du temps, de la quantité de matière de phosgène `"COCl"_2`, lors de sa synthèse dans une enceinte de volume constant `V= 30 " L"`.  Les deux expériences se distinguent par les quantités de matières de `"CO"` présentes au départ :

• expérience 1 : mélange réactionnel constitué de `10\ "mol"` de `"CO"` et `1,0\ "mol"` de `"Cl"_2` ;
• expérience 2 : mélange réactionnel constitué de `1,0\ "mol"` de `"CO"` et `1,0\ "mol"` de `"Cl"_2`.

Déterminer, pour l'expérience 2, la valeur du temps de demi-réaction. On considèrera que la quantité de phosgène produite est la même dans les deux conditions d'expérience.