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Vidéo question :: Comprendre comment les catalyseurs affectent les vitesses et les rendements des réactions Chimie • Troisième secondaire

L’expérience A repose sur l’utilisation d’un catalyseur. Si une plus grande quantité de catalyseur était utilisée, comment varierait la courbe du graphique le plus probablement ?

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Transcription de la vidéo

L’expérience A repose sur l’utilisation d’un catalyseur. Si une plus grande quantité de catalyseur était utilisée, comment varierait la courbe du graphique le plus probablement ? (A) La courbe serait initialement moins raide, et le volume final de gaz collecté serait le même. (B) La courbe aurait la même forme, et le volume final de gaz collecté serait supérieur. (C) La courbe serait initialement plus raide, et le volume final de gaz collecté serait le même. (D) La courbe serait initialement moins raide, et le volume final de gaz collecté serait inférieur. (E) La courbe aurait la même forme, et le volume final de gaz collecté serait inférieur.

On nous dit dans la question qu’une expérience repose sur l’utilisation d’un catalyseur. Un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d’une réaction sans subir de changement chimique permanent. La réaction entre l’azote et l’hydrogène pour produire de l’ammoniac nécessite beaucoup d’énergie. L’ajout d’un catalyseur à base de fer abaisse la barrière d’énergie d’activation en fournissant une voie alternative pour que la réaction se produise. Examinons la voie de réaction alternative impliquant un catalyseur.

D’abord, les molécules de réactif s’adsorbent sur la surface du catalyseur et se dissocient en atomes d’azote et en atomes d’hydrogène. Ensuite, trois atomes d’hydrogène réagissent avec un atome d’azote et se lient à ce dernier, un à la fois. Enfin, le gaz d’ammoniac est libéré ou désorbé de la surface du catalyseur. Bien que le catalyseur soit impliqué dans la réaction, il est chimiquement inchangé à la fin de la réaction. Cela signifie que le catalyseur peut être réutilisé pour catalyser des réactions entre d’autres molécules d’azote et d’hydrogène.

La question demande ce qu’il se passerait si une plus grande quantité de catalyseur était utilisée. Nous pouvons voir dans notre exemple qu’un catalyseur est impliqué dans une réaction chimique et qu’il ne peut adsorber qu’un nombre limité de molécules de réactifs à sa surface. Si une plus grande quantité de catalyseur est utilisée, alors davantage de molécules de réactif peuvent s’adsorber sur la surface en même temps. Cela signifie au final que les molécules de réactif seront converties plus rapidement en molécules de produit. Donc, une plus grande quantité de catalyseur augmentera encore plus la vitesse de réaction.

Nous devons également reconnaître que les catalyseurs ne sont pas des réactifs. Ainsi, l’augmentation de la quantité de catalyseur augmentera la vitesse de réaction et le produit sera obtenu plus rapidement, mais cela n’augmentera pas la quantité totale de produit formé.

Avec ceci en tête, voyons comment une plus grande quantité de catalyseur affecterait le graphique fourni. Le graphique montre le volume de gaz collecté au cours du temps. Nous savons que l’augmentation de la quantité de catalyseur augmentera la vitesse de réaction. Donc, si une plus grande quantité de catalyseur est utilisée, plus de gaz sera collecté en moins de temps et la courbe sera initialement plus raide. Mais comme la quantité finale de produit reste la même, la courbe se stabilise et le volume total de gaz collecté sera le même que celui de l’expérience A.

En conclusion, si une plus grande quantité de catalyseur était utilisée, la courbe serait initialement plus raide et le volume final de gaz collecté serait le même, réponse (C).

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