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Vidéo de question : Identifier quel échantillon de molécules de gaz a la plus grande vitesse de réaction Chimie

On remplit cinq réacteurs avec deux gaz différents. L’un des gaz est de couleur rouge. L’autre gaz est de couleur bleue. Cela est décrit dans la figure suivante. Les molécules de gaz réagissent lorsqu’elles entrent en collision. Quel réacteur devrait avoir la vitesse de réaction la plus élevée ? On suppose que tous les réacteurs sont à la même température.

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Transcription de vidéo

On remplit cinq réacteurs avec deux gaz différents. L’un des gaz est de couleur rouge. L’autre gaz est de couleur bleue. Cela est décrit dans la figure suivante. Les molécules de gaz réagissent lorsqu’elles entrent en collision. Quel réacteur devrait avoir la vitesse de réaction la plus élevée ? On suppose que tous les réacteurs sont à la même température.

La théorie des collisions nous dit que les réactions ne peuvent se produire que lorsque les particules entrent en collision avec une énergie suffisante et une bonne orientation. La vitesse à laquelle une réaction se produit dépend directement de la fréquence des collisions efficaces. Autrement dit, la vitesse de réaction est la vitesse à laquelle les particules de réactif peuvent entrer en collision avec succès pour former des particules de produit. La fréquence de ces collisions efficaces peut être influencée par de nombreux facteurs, tels que la température, la pression, la concentration des particules, la surface des particules ou la présence d’un catalyseur.

On nous dit que les cinq réacteurs sont à la même température. On peut également voir que la surface des particules dans les cinq récipients est la même. De plus, la question ne mentionne aucun catalyseur. Ces facteurs ne peuvent pas être utilisés pour déterminer dans lequel des cinq réacteurs la vitesse de réaction est la plus élevée. Regardons alors la pression et la concentration.

On utilise souvent la concentration pour parler des solutions, et on peut la définir comme la quantité de soluté par volume de solution. On peut calculer la concentration en trouvant le nombre de particules par volume d’espace. Si on regarde les cinq réacteurs, on peut voir qu’ils ont tous la même taille. On peut donc supposer qu’ils ont le même volume. Quand on travaille avec des gaz, on peut définir la pression comme la force que les particules de gaz exercent par unité de surface. Lorsque le volume et la température sont maintenus constants, la pression et la concentration d’un échantillon de gaz sont directement proportionnelles. Donc, dans ces conditions, quand on augmente la concentration et donc la pression, on augmente la probabilité de collisions efficaces et donc la vitesse de réaction.

Voyons maintenant nos cinq réacteurs. On peut voir qu’ils diffèrent par le nombre de particules présentes dans le même espace, le réacteur (E) ayant le moins de particules et le réacteur (A) ayant le plus de particules. Le réacteur (A) a la plus grande concentration de molécules de gaz bleu et de gaz rouge, et c’est donc le réacteur ayant la pression le plus élevée. Pour cette raison, le réacteur (A) a probablement la fréquence la plus élevée de collisions efficaces, et donc la vitesse de réaction la plus élevée. La bonne réponse est donc (A).

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