Liens entre les échelles microscopiques et macroscopiques - L'équation de réaction

Les mécanismes réactionnels proposés à un moment sont des modèles, il sont donc susceptibles d'être remis en cause et modifiés ultérieurement, à mesure que progressent les recherches et les techniques analytiques. Il y a donc encore ici un dialogue perpétuel entre les modèles à l’échelle macroscopique, les modèles à l’échelle microscopique et les constatations expérimentales.

Dans tous les cas, le ou les mécanismes retenus doivent être cohérents avec les données expérimentales obtenues à l’échelle macroscopique, avec par exemple :

• la bonne stœchiométrie pour les réactifs et les produits de la réaction ;
  
• la bonne loi de vitesse pour des conditions opératoires données ;
  
• les bons intermédiaires réactionnels détectés voire isolés ;
  
• le bon catalyseur ;
  
• etc.

Notons que l'on doit pouvoir retrouver l’équation de la réaction à l'échelle macroscopique en additionnant les différents actes élémentaires que modélise le mécanisme réactionnel proposé à l’échelle microscopique.

Exemple

On donne ci-dessous deux mécanismes réactionnels, qui sont proposés pour la chloration de l'acide éthanoïque par le chlorure de thionyle. À gauche, le mécanisme de la chloration non catalysée ; à droite, celui de la chloration catalysée par le DMF. On constate que, dans les deux cas, si on additionne tous les actes élémentaires du mécanisme réactionnel proposé, on retrouve bien l'équation de réaction modélisant la transformation. Les deux mécanismes proposés sont cohérents : seules des analyses complémentaires permettront de les valider ou non.

Remarque : les intermédiaires réactionnels et le catalyseur se trouvant dans les mêmes proportions de chaque côté de l'équation peuvent être retirés.

On obtient dans les deux cas l'équation de réaction à l'échelle microscopique suivante.

Cette équation à l'échelle microscopique met en jeu les mêmes réactifs et les mêmes produits que celle à l'échelle macroscopique, et dans les mêmes proportions : `"C"_2"H"_4"O"_2"(solv)" + "SOCl"_2 "(solv)" \rightarrow "SO"_2"(g)" + "C"_2"H"_3"ClO(solv)" + "HCl(g)"`.