Qu'est-ce que la vitesse d'une réaction chimique ?

Vitesse ou avancement : ne pas confondre

Quand une réaction chimique se déroule, deux notions distinctes permettent de la décrire : l'avancement x, qui mesure "combien" de réaction a eu lieu, et la vitesse, qui mesure "à quelle rapidité" cela se produit à un instant donné.

Définir la vitesse de réaction

La vitesse volumique de réaction s'exprime à partir de la dérivée de l'avancement par rapport au temps, divisée par le volume V du mélange réactionnel :

v(t) = (1/V) * dx/dt

Elle s'exprime en mol/L/s (ou mol.L^-1.s^-1). Plus la pente de la courbe x(t) est forte, plus la réaction est rapide à cet instant.

Suivre une réaction dans le temps

En pratique, on suit souvent une grandeur physique liée à l'avancement (absorbance, conductivité, volume de gaz dégagé...) au cours du temps, puis on en déduit x(t). La courbe x(t) est croissante, avec une pente qui diminue progressivement : la réaction est rapide au début, quand les réactifs sont concentrés, et ralentit à mesure qu'ils sont consommés.

Le temps de demi-réaction t1/2

Le temps de demi-réaction est la durée nécessaire pour que l'avancement atteigne la moitié de sa valeur finale xf, c'est-à-dire pour que x(t1/2) = xf/2. C'est un indicateur pratique pour comparer la rapidité de deux réactions sans avoir à tracer toute la courbe.

Erreur classique

Une erreur fréquente est de croire qu'une vitesse de réaction élevée signifie que la réaction est "plus avancée". Ce sont deux choses différentes : une réaction peut être rapide au départ (grande vitesse) mais loin d'être terminée (avancement faible), puis ralentir tout en continuant de progresser vers son état final.