Étape cinétiquement déterminante d'un mécanisme

Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale

À retenir

• Étape cinétiquement déterminante : l'acte élémentaire le plus lent du mécanisme. • Possède la barrière d'énergie d'activation la plus haute. • La vitesse globale de la réaction est égale à la vitesse de cette étape lente. • Les étapes ultérieures, beaucoup plus rapides, n'ont aucune influence sur la vitesse globale.

Le cours

Approximation de l'étape limitante Lorsqu'un mécanisme réactionnel comprend plusieurs actes élémentaires successifs dont les vitesses sont très inégales, la vitesse globale de la transformation est bridée par l'étape la plus lente. Cette étape est appelée étape cinétiquement déterminante (ou étape limitante) : • Elle possède l'énergie d'activation la plus élevée de la séquence réactionnelle. • Telle une voie étroite sur une autoroute (effet goulot d'étranglement), l'étape déterminante impose son rythme à l'ensemble du processus. • La loi de vitesse de la réaction globale est directement dictée par la cinétique de cette étape lente. Méthode : repérer l'étape déterminante 1. Si l'énoncé qualifie les étapes de « lente » ou « rapide », l'étape déterminante est l'étape lente. 2. Sur un profil énergétique, comparer les énergies d'activation de chaque acte, chacune mesurée depuis le niveau d'énergie des espèces qui réagissent dans cet acte (réactifs ou intermédiaire), et non depuis l'axe des abscisses. 3. La vitesse globale s'écrit alors comme la vitesse de cet acte élémentaire : pour un acte A + B , elle est proportionnelle à [A][B]. Attention : accélérer la bonne étape Accélérer une étape rapide ne change rien à la vitesse globale. Un catalyseur efficace agit sur l'étape déterminante ou la remplace par un chemin dont toutes les étapes ont une énergie d'activation plus faible.

Dans ce chapitre