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Auteur(s)
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Guy-Marie CÔME : Professeur à l’Université Henri-Poincaré-Nancy I - Directeur de Recherche au Département de Chimie Physique des Réactions, associé au Centre National de la Recherche Scientifique, à l’Institut National Polytechnique de Lorraine (ENSIC) et à l’Université Henri-Poincaré - Nancy I
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Lire l’articleINTRODUCTION
La cinétique chimique a pour objet l’étude des vitesses des transformations chimiques de la matière, impliquées dans les procédés de fabrication de produits chimiques et de matériaux, les procédés de production d’énergie thermique ou mécanique, les techniques de mesure, les interactions entre l’activité de l’homme et son environnement, les phénomènes naturels eux-mêmes, qu’ils concernent les minéraux, les végétaux, les êtres vivants, l’atmosphère, l’espace.
La conception, l’extrapolation et la mise en œuvre optimale d’un procédé chimique ou énergétique, ainsi que la prédiction de l’évolution des phénomènes naturels, nécessitent de disposer d’un modèle mathématique de la transformation chimique.
Le présent fascicule [J 1 100] décrit une approche purement expérimentale et empirique de la modélisation cinétique, applicable en principe à toutes les catégories de systèmes réactifs.
La lecture de ce fascicule ne nécessite pas préalablement celle du fascicule suivant [J 1 110] consacré aux réactions élémentaires et aux mécanismes réactionnels et qui fournit une base théorique aux lois cinétiques empiriques présentées ci-après.
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- Version archivée 1 de déc. 1980 par Guy-Marie CÔME, Michel NICLAUSE
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3. Expérimentation
La cinétique expérimentale comporte une première phase visant à définir le protocole expérimental, c’est-à-dire le montage expérimental lui-même et l’ensemble des règles qui régissent la conduite des expériences.
La deuxième phase concerne l’expérimentation initiale qui a pour but de définir de manière précise le système chimique à étudier et les domaines d’étude correspondants, et de s’assurer que l’on maîtrise bien la réaction de différents points de vue : identification des facteurs cinétiques et reproductibilité des expériences, bilan de matière, phénomènes de transfert de matière et de chaleur.
Il est alors possible d’aborder la troisième phase, l’expérimentation systématique, qui vise à établir des relations cinétiques quantitatives entre les caractéristiques de la réaction (conversions, sélectivités, vitesses) et les conditions opératoires (concentrations et température).
Toutes ces phases sont précédées et accompagnées d’une recherche bibliographique, d’une réflexion cinétique théorique, d’une modélisation cinétique simplifiée, de simulations sur ordinateur. Le déroulement de l’expérimentation, en fonction des résultats obtenus et de leur interprétation, peut amener à modifier le protocole expérimental, ainsi que le programme d’expérimentation.
3.1 Protocole expérimental
On précise l’origine et les spécifications des réactifs, des solvants, des catalyseurs, des additifs ; la plus grande attention doit être portée aux impuretés. Le mode de stockage, de préparation et d’introduction de la charge dans le réacteur sont définis, ainsi que les soutirages éventuels entre deux opérations.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - AZAY (P.) - Modélisation et simulation mécanistiques de réactions radicalaires complexes. - Thèse, Nancy, (1981).
-
(2) - AZAY (P.) et CÔME (G. M.) - Temperature gradients in a continuous flow stirred tank reactor. - Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 18, p. 754, (1979).
-
(3) - AZAY (P.), CÔME (G. M.) - Analyse stœchiométrique d’une réaction complexe. - L’Actualité Chimique, p. 33, (1983).
-
(4) - BAMFORD (C. H.), TIPPER (C. F. H.), COMPTON (R. G.) - Comprehensive chemical kinetics. - Elsevier. 33 volumes parus, ( 1994).
-
(5) - BARONNET (F.), DZIERZYNSKI (M.), CÔME (G. M.), MARTIN (R.), NICLAUSE (M.) - The pyrolysis of neopentane at small extents of reaction. - Int. J. Chem. Kin., 3, p. 197, (1971).
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(6) - BARONNET (F.), CÔME (G. M.), NICLAUSE (M.) - Inhibition...
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