Vitesse de réaction – modèle des collisions (concentration, température, catalyseur, surface de contact)

Ce qu’elle montre

La théorie des collisions explique la vitesse de réaction : les particules doivent se heurter, et seuls les chocs d’énergie au moins égale à l’énergie d’activation Ea réagissent. Une concentration plus forte rend les chocs plus fréquents, broyer un solide expose plus de surface et un catalyseur offre un chemin d’Ea plus faible. La vue Distribution des énergies montre l’effet de la température : la courbe de Maxwell–Boltzmann s’aplatit et s’étale vers les hautes énergies à aire constante, et la proportion avec E ≥ Ea augmente fortement. La vue Graphe d’Arrhenius relie cela à k = A·e^(−Ea/RT) et tire Ea de la pente de ln k en fonction de 1/T.

Mode d’emploi

Dans Particules, lancez les réglages par défaut, cliquez sur Réinitialiser (garder la courbe) et changez un facteur, comme T +10 °C ou le catalyseur, pour comparer la pente avec la courbe grise. Dans Distribution des énergies, déplacez le curseur Ea ou faites glisser sur le graphique, cochez Comparer avec T₂ et comparez les proportions colorées. Dans Graphe d’Arrhenius, cliquez sur Mesurer k à T à plusieurs températures et lisez Ea sur la droite de régression.

Paramètres modifiables

• Nombre de particules A (concentration) 10–80 particules
• Température 0–100 °C
• Catalyseur présent
• Forme du solide B Bloc (petite surface de contact), Poudre (grande surface de contact)
• Vue Particules, Distribution des énergies de Maxwell–Boltzmann, Graphe d’Arrhenius (ln k en fonction de 1/T)
• Énergie d’activation Ea (sans catalyseur) 10–100 kJ/mol
• Température de comparaison T₂ 0–500 °C
• Tracer aussi la courbe à T₂

Questions à explorer

1. Pourquoi le charbon en poudre brûle-t-il beaucoup plus vite qu’un morceau de charbon de même masse ?
2. Élever la température augmente la vitesse pour deux raisons. Lesquelles, et laquelle compte le plus ?
3. Le catalyseur est-il consommé pendant la réaction, et comment accélère-t-il la formation de C ?