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COURS CINÉTIQUE ET CATALYSE (SMC S5 PDF)


FACULTÉ DES SCIENCES - DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE ET CHIMIE
FILIÈRE SMC – S5 SEMESTRE 5 – 3ème ANNÉE
CINETIQUE ET CATALYSE

COURS CINÉTIQUE ET CATALYSE (SMC S5 PDF)
 La cinétique chimique est l'étude de la vitesse des réactions chimiques. Sur le plan disciplinaire, elle fait partie de la chimie physique. Certaines réactions sont totales et très rapides, voire instantanées, comme les explosions. D'autres sont tellement lentes qu'elles durent plusieurs années (comme la formation de la rouille), voire plusieurs siècles (comme la formation du charbon ou du pétrole). Certaines sont même tellement lentes que les réactifs de départ sont considérés comme stables, par exemple la transformation du diamant en carbone graphite. On parle alors d'états « métastables ».



PLAN DU COURS
Partie I : CINETIQUE
CHAPITRE 1 : FACTEURS CINETIQUES
I- La vitesse d’une réaction chimique
1- La réaction chimique et son avancement
2- Obtention expérimentale des courbes cinétiques et définitions des vitesses
3- Facteurs cinétiques
II- Le facteur cinétique température, loi d’Arrhenius
III- Le facteur cinétique concentration, détermination expérimentale de l’ordre d’une réaction chimique
1- Deux situations initiales particulières
2- La méthode différentielle
3- La méthode intégrale
4- La méthode des temps de demi-réaction

CHAPITRE 2 : REACTIONS COMPOSEES
I- Écriture des équations différentielles
1- Cas général de réactions simultanées
2- Cas des mécanismes réactionnels : composition d’actes élémentaires
II- Réactions renversables
1- Écriture des équations différentielles et résolution
2- Représentation graphique
3- Établissement d’un équilibre chimique
III- Réactions successives
1- Écriture des équations différentielles et résolution
2- Représentation graphique
3- Étape cinétiquement déterminante (ecd)
4- Approximation de l’état quasi stationnaire (AEQS)
IV- Résolution de problèmes grâce à l’AEQS : l’exemple des réactions en chaîne
1- Caractéristiques d’une réaction en chaîne
2- Méthode de résolution d’un mécanisme
V- Réactions jumelles (ou parallèles)
1- Écriture des équations différentielles
2- Représentation graphique
3- Conclusions ; contrôle cinétique et contrôle thermodynamique

CHAPITRE 3- THEORIES CINETIQUES :
- théorie de collisions
- théorie du complexe activé
- Application à la prédiction des paramètres cinétique


PARTIE II : CATALYSE HOMOGENE
I- Introduction et Généralités
II- Catalyse acido-basique
III- Catalyse enzymatique.
A- Enzymes, généralités
B- Classes de réaction
C- Applications en synthèse organique
IV- Organocatalyse
A- Aldolisation
B- Réaction de Knoevenagel
V- Hydrogénation catalytique
A- Palladium ou platine supporté
B- Hydrogénation asymétrique (Ru, Rh)
VI- Applications industrielles
A- Synthèse de l’ammoniac
B- Réaction de Fischer – Tropsch
C- Hydroformylation/Hydrocarboxylation
VII- Introduction à la Catalyse hétérogène

Travaux pratiques :
- Suivi d'une réaction chimique d’ordre 1 par titrage
-  Suivi d’une réaction par spectrofluorescence
- Réaction catalysée. Etude de la cinétique en solution tampon. Détermination d'ordre de réactions et de constantes de vitesses. Cette étude est menée par spectroscopie UV.
- Etude bibliographique d'une réaction de s-complexation.
- Détermination de constantes de vitesse et approche de l'aspect catalytique de cette réaction.

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