MODÉLISATION EN CINÉTIQUE CHIMIQUE

Les problèmes de cinétique chimique régis par une équation différentielle d'ordre connu sont traités sans difficulté par Stella.

Dans le cas général où , la vitesse de la réaction et l'ordre de la réaction sont définis par .

Dans le cas où a  = 1 le modèle Stella est très simple : v constitue la " pompe " et la concentration de A (notée dans la suite A) constitue naturellement le réservoir.

Les "cercles" k et n sont ensuite liés à la vitesse, ainsi que la concentration. Après le choix des valeurs initiales, on peut lancer le calcul.

Les modèles correspondants aux ordres 0, 1 et 2 sont regroupés ci-dessous. Les valeurs des constantes sont ici arbitraires.

Les résultats sont présentés ici dans le niveau supérieur, avec un potentiomètre pour choisir la valeur de n.

Potentiomètre
	Ordre 0, k = 0.0002
Ordre 1 par rapport à A, B étant en large excès, k = 0.01	Ordre 2 par rapport à A, B étant en large excès, k = 0.01

Fichier en téléchargement : Chimie.stm (36 ko)

Stella est ainsi un moyen efficace et rapide de valider une hypothèse ou d’en écarter une autre. Par exemple, dans la réaction de l’ion permanganate sur l’acide oxalique, on constate une accélération de la réaction après un début très lent qui s‘explique par une auto-catalyse de la part d’un produit de la réaction, l’ion Mn²⁺.

En supposant une vitesse de la forme v = k * [ MnO₄ ^- ]*[ Mn ²⁺ ] on retrouve une allure de courbe correspondant à l’expérience.

Dans cet exemple, on voit une "pompe" remplir et vider simultanément deux "réservoirs" ; le niveau "calculs" montre le détail et en particulier le fait que la quantité de Mn2+ apparue doit être égale, au signe près, à la quantité de MnO4- qui disparaît dans le même temps. Le cas, assez fréquent en chimie, où les coefficients stoechiométriques ne sont pas identiques pour les corps étudiés doit être traité de façon particulière ( on utilise des " pompes " particulières, avec un facteur de conversion ).

Mn2(t) = Mn2(t - dt) + (OP1) * dt INIT Mn2 = 0.01 INFLOWS: OP1 = K1*MnO4*Mn2 MnO4(t) = MnO4(t - dt) + (- OP1) * dt INIT MnO4 = 100 OUTFLOWS: OP1 = K1*MnO4*Mn2 K1 = 0.002

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