Formule d'Arrhenius

Formule d'Arrhenius

Loi d'Arrhenius

En cinétique chimique la loi d'Arrhenius permet de décrire la variation de la vitesse d'une réaction chimique en fonction de la température. Cette loi a été énoncée par Svante August Arrhenius en 1889 dans son article intitulé "On the reaction velocity of the inversion of cane sugar by acids". Mais ce n'est que vers 1910 qu'elle a été universellement acceptée par les chimistes de son temps. En effet, la loi d'Arrhenius a pu être vérifiée expérimentalement pour un grand nombre de réactions chimiques. Toutefois, toutes les réactions ne suivent pas cette loi (en particulier les réactions enzymatiques).

La loi d'Arrhenius est donc une loi empirique basée sur les résultats observés expérimentalement dans un grand nombre de cas. Elle a pris par la suite une grande importance théorique car elle est compatible avec la théorie des collisions et celle du complexe activé d'Eyring et Polanyi en 1935.

Sommaire

Énoncés


\frac{d \ln k}{dT} = \frac{E_a}{R.T^2}
avec :

  • k, le coefficient de vitesse (anciennement appelé "constante de vitesse")
  • T, la température en K (Kelvin)
  • \frac{d \ln k}{dT} la dérivée du logarithme népérien du coefficient de vitesse par rapport à la température
  • R, la constante des gaz parfaits (valeur usuelle R = 8,314 J.mol-1.K-1; valeur précise R = 8,314 472 Pa.m3.K-1.mol-1 recommandée par Codata)[1]
  • Ea l'énergie d'activation d'Arrhenius donnée en kJ.mol-1 (ou kilo Joule par mole)

En supposant que Ea ne dépende pas de la température, ce qui n'est vrai que sur un intervalle de température limité, la loi d'Arrhenius s'intègre en  :

k = Ae^{\frac{-E_a}{R.T}}

A est le facteur pré-exponentiel (appelé aussi facteur de fréquence) tenant compte de la fréquence des collisions et des effets stériques. En première approximation le facteur pré-exponentiel ne dépend pas de la température. Des mesures plus précises effectuées sur une large plage de température montrent que A fait intervenir un facteur en T1/2 ou T3/2 selon les cas.

La forme de la loi d'Arrhenius montre que la valeur de l'énergie d'activation a l'importance prépondérante sur la vitesse des réactions. On peut dire que les réactions ayant les énergies d'activation les plus faibles sont les plus rapides et inversement celles qui ont les énergies d'activation les plus élevées sont les plus lentes.

Ordre de grandeur de l'énergie d'activation d'Arrhénius

Un grand nombre de réactions chimiques ont une énergie d'activation comprise entre 40 et 130 kJ.mol-1. Cependant certaines réactions ont des énergies d'activation faibles, voire proche de zéro, (par exemple des réactions entre ions ou radicaux) et d'autres ont des valeurs supérieures à 200 kJ.mol-1.
Dans la plage de valeur pré-citée, lorsque la température augmente de 10 °C, le coefficient de vitesse est multiplié par un facteur 2 à 3.

Voici quelques exemples (réactions en phase gazeuse) :

NO + Cl2 → NOCl + Cl ; Ea = 85 kJ.mol-1

C4H6 + C2H4 → Cyclohexène ; Ea = 115 kJ.mol-1

2HI → H2 + I2 ; Ea = 184 kJ.mol-1

Cyclobutane → 2 Éthylène ; Ea = 262 kJ.mol-1

Notes et références

  1. CODATA value: Avogadro constant, NIST. Consulté le 2007-10-20

Voir aussi

  • Portail de la chimie Portail de la chimie
Ce document provient de « Loi d%27Arrhenius ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Formule d'Arrhenius de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Formule d'Arrhénius — Loi d Arrhenius En cinétique chimique la loi d Arrhenius permet de décrire la variation de la vitesse d une réaction chimique en fonction de la température. Cette loi a été énoncée par Svante August Arrhenius en 1889 dans son article intitulé On… …   Wikipédia en Français

  • ARRHENIUS (S.) — L’œuvre majeure de Svante Arrhenius porte sur la dissociation électrolytique. Elle ressortit directement à une pensée phénoménotechnique , où, selon Bachelard, «aucun phénomène n’apparaît naturellement , aucun phénomène n’est de premier aspect,… …   Encyclopédie Universelle

  • Arrhénius — Svante August Arrhenius Pour les articles homonymes, voir Arrhenius. Svante August Arrhenius Svante August Arrhe …   Wikipédia en Français

  • August Svante Arrhenius — Svante August Arrhenius Pour les articles homonymes, voir Arrhenius. Svante August Arrhenius Svante August Arrhe …   Wikipédia en Français

  • Svante Arrhenius — Svante August Arrhenius Pour les articles homonymes, voir Arrhenius. Svante August Arrhenius Svante August Arrhe …   Wikipédia en Français

  • Svante August Arrhenius — Pour les articles homonymes, voir Arrhenius. Svante August Arrhenius Svante August Arrhenius Naissance 19  …   Wikipédia en Français

  • Olaf Arrhenius — Gustaf Olof Svante Arrhenius Pour les articles homonymes, voir Arrhenius. Gustaf Olof Svante Arrhenius (parfois dénommé Olaf Arrhenius) est né à Stockholm, en Suède en 1922. Il est le petit fils du savant (prix Nobel de Chimie) Svante Arrhenius… …   Wikipédia en Français

  • Gustaf Olof Svante Arrhenius — Pour les articles homonymes, voir Arrhenius. Gustaf Olof Svante Arrhenius (parfois dénommé Olaf Arrhenius) est né à Stockholm, en Suède en 1922. Il est le petit fils du savant (prix Nobel de Chimie) Svante Arrhenius chimiste suédois célèbre pour… …   Wikipédia en Français

  • Liste Des Équations Et Formules — Ceci est une Liste des équations et formules par ordre alphabétique. Cette liste contient les équations, les formules, les relations et autres identités, égalités ou inégalités. Sommaire : Haut A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X …   Wikipédia en Français

  • Liste des equations et formules — Liste des équations et formules Ceci est une Liste des équations et formules par ordre alphabétique. Cette liste contient les équations, les formules, les relations et autres identités, égalités ou inégalités. Sommaire : Haut A B C D E F G H …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”