La cinétique chimique

La cinétique chimique s’intéresse aux réactions lentes et cherche à connaitre leur durée en fonction des divers paramètres expérimentaux.

Pour la très grande majorité des réactions, leur durée est plus courte lorsque la concentration des réactifs est plus grande, lorsque la température du milieu réactionnel est plus élevée et lorsqu’on agite le milieu réactionnel.

La catalyse est un facteur cinétique particulier. Un catalyseur diminue la durée d’une réaction lente. Il peut intervenir lors des différentes étapes de cette réaction, mais il n’apparaît pas dans l’équation finale.

Il existe trois types de catalyse : pour la catalyse homogène, le facteur cinétique important est la quantité de catalyseur. Pour la catalyse hétérogène, c’est l’état de surface du catalyseur (solide) qui est le facteur cinétique important. Les catalyseurs, lors de la catalyse enzymatique, sont beaucoup plus efficaces que ceux des deux catalyses précédentes. Mais, ils ont une action très spécifique et ils ne peuvent opérer que dans des conditions expérimentales très particulières.

Stéréochimie

La formule développée d’une molécule ne suffit pas pour connaître l’ensemble de ses propriétés ; il faut aussi savoir quelle est sa configuration spatiale. Un carbone asymétrique est relié à quatre groupements différents. Il possède alors la propriété de chiralité, ce qui veut dire que ce carbone asymétrique et son image dans un miroir plan ne sont pas superposables. La molécule qui possède un (ou plusieurs) carbone(s) asymétrique(s) et son image dans un miroir plan sont appelés des énantiomères. En général, ils sont très difficiles à séparer, car ils possèdent les mêmes propriétés physiques « classiques » (températures de changement d’état, solubilité dans un solvant comme l’eau ou l’acétone…). Les molécules qui possèdent plusieurs carbones asymétriques peuvent être non superposables sans pour cela être des énantiomères ; on dit alors que ces molécules sont des diastéréoisomères. Contrairement aux énantiomères, les diastéréoisomères n’ont pas, en général, les mêmes propriétés physiques. Les molécules qui possèdent une double liaison C = C peuvent aussi être des diastéréoisomères. En effet, si les deux carbones de cette double liaison sont liés à des groupements différents, suivant la position de ces groupements, on doit distinguer le stéréoisomère Z et le stéréoisomère E. Dans une molécule qui possède une simple liaison C – C, les groupements liés autour à chaque carbone ne cessent de tourner les uns par rapport aux autres ; on peut donc rencontrer cette molécule dans un très grand nombre de conformations. Passer d’un conformère à l’autre ne demande que très peu d’énergie ; à la température ambiante, l’énergie échangée lors des chocs entre molécules est suffisante pour que cela puisse se faire. Pour des molécules de la chimie organique possédant un nombre important de carbones, il est intéressant de remplacer les formules développées des molécules par des formules topologiques où l’on n’écrit plus les symboles C et H du carbone et de l’hydrogène. Il faut donc savoir établir la correspondance entre une formule développée et une formule topologique, et inversement.

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