Mesure du volume de gaz au cours du temps – vitesse moyenne et instantanée de réaction

Ce qu’elle montre

On peut suivre la vitesse d’une réaction en recueillant un produit gazeux : CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂ ou Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. La pente de la courbe volume–temps représente la vitesse. Elle est maximale au début, quand la concentration en acide et la surface de contact sont les plus grandes, puis s’annule lorsque le réactif limitant est épuisé. Dans le modèle, la vitesse est proportionnelle à [H⁺] et à la surface, et double pour chaque hausse de 10 °C, tandis que le volume final de gaz ne dépend que de la quantité de réactif limitant.

Mode d’emploi

Choisissez le Solide, la Forme du solide, la Masse du solide, la Concentration de HCl et la Température, puis cliquez sur Lancer et regardez la seringue à gaz se remplir. Faites glisser les repères t₁ et t₂ sur le graphique pour obtenir la vitesse moyenne (sécante) et la vitesse instantanée (tangente). Cliquez sur Nouvel essai, changez un seul facteur et comparez les courbes et le tableau des résultats ; Effacer courbes démarre une nouvelle série.

Paramètres modifiables

• Solide CaCO₃ (calcaire) – recueil de CO₂, Zn – recueil de H₂
• Forme du solide Morceaux (petite surface), Poudre (grande surface)
• Masse du solide 0,1–0,5 g
• Concentration de HCl (50 mL) 0,2–2 M
• Température 15–55 °C

Questions à explorer

1. Pourquoi la courbe V(t) est-elle la plus pentue au début avant de s’aplatir progressivement ?
2. Des morceaux et de la poudre de même masse donnent-ils le même volume final de gaz, et pourquoi ?
3. Comment varie la durée nécessaire pour recueillir la moitié du volume final quand la température augmente de 10 °C ?