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Dans la première figure, 20 souris mangent deux morceaux de fromage. Dans la figure suivante, 10 morceaux de fromage plus petits sont chacun mangés par deux souris et le fromage a été consommé plus rapidement. La comparaison entre les souris qui mangent du fromage dans ces deux figures peut être utilisée pour expliquer comment la vitesse de réaction est affectée par une variable spécifique. Quelle est cette variable ? (A) le volume, (B) le catalyseur, (C) la concentration, (D) la surface de contact, ou (E) la température.
Dans le cadre de cette question, nous voulons comparer l’exemple des souris qui mangent du fromage avec une réaction chimique. Pour qu’une réaction chimique se produise, les particules de réactifs doivent réussir à entrer en collision. La vitesse à laquelle une réaction a lieu est connue comme étant la vitesse de réaction. La vitesse de réaction décrit comment la concentration d’un réactif ou d’un produit varie avec le temps.
De nombreux facteurs différents peuvent affecter la vitesse de réaction. Des exemples courants de ces facteurs comprennent la présence d’un catalyseur, la concentration des réactifs, la surface de contact des réactifs et la température. Le volume n’est généralement pas considéré comme un facteur affectant la vitesse d’une réaction, bien qu’il puisse avoir une influence en termes de concentration.
Les catalyseurs augmentent la probabilité de réussite des collisions en fournissant une voie de réaction alternative. Un catalyseur réduit l’énergie nécessaire pour provoquer la réaction, ce qui peut en accélérer la vitesse. Lorsque nous augmentons la concentration des réactifs, davantage de particules sont présentes et disponibles pour entrer en collision les unes avec les autres. Cela augmente la probabilité de réussite des collisions et donc la vitesse de réaction. L’augmentation de la surface de contact augmente le nombre de particules disponibles pour participer à la réaction. Davantage de particules de réactifs peuvent entrer en contact les unes avec les autres pour réussir des collisions, ce qui augmente la vitesse de réaction. Lorsque nous augmentons la température, les particules se déplacent plus rapidement et ont une plus grande énergie. Cela augmente la fréquence des collisions et la probabilité que les particules réagissent réellement lorsqu'elles entrent en collision. Par conséquent, ces quatre variables peuvent augmenter la vitesse de réaction.
Appliquons maintenant ces informations aux souris et à leur fromage. Le fromage a été découpé en morceaux plus petits entre la première et la deuxième figure. Cela permet aux 20 souris d’atteindre plus facilement le fromage et de le consommer sans se nuire mutuellement ou sans que le fromage au centre du bloc soit protégé par ses couches externes. La surface de contact du fromage a été augmentée par la diminution de la taille des morceaux.
Nous pouvons visualiser cette situation en termes de chimie en comparant un morceau de ruban de magnésium avec une poudre de magnésium. Si l’acide chlorhydrique réagissait avec les deux, la poudre de magnésium réagirait beaucoup plus rapidement en raison de sa plus grande surface de contact. Par conséquent, la variable qui peut être expliquée par la comparaison entre les souris qui mangent du fromage dans ces deux figure est le choix de réponse (D), la surface de contact.
