Présentation
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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VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1980 par Guy-Marie CÔME, Michel NICLAUSE
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4. Lois cinétiques expérimentales
L’obtention d’un modèle mathématique de la réaction, sur la base des résultats expérimentaux uniquement, s’effectue en trois temps :
-
élaboration d’un schéma réactionnel ;
-
attribution de lois cinétiques empiriques aux réactions ;
-
validation et identification de ces lois sur le corpus expérimental (figure 1).
4.1 Schéma réactionnel
Un schéma réactionnel décrit la filiation des produits par rapport aux réactifs, sans faire intervenir d’espèces intermédiaires de très grande réactivité, auquel cas on aurait affaire à un mécanisme réactionnel. L’élaboration d’un schéma réactionnel repose pour l’essentiel sur l’analyse des sélectivités expérimentales, complétée par un recours judicieux au principe du moindre changement de structure. Bien entendu, les schémas écrits doivent respecter la conservation des éléments. Avant d’examiner ces méthodes, il est nécessaire de définir les concepts de produits primaires, secondaires...
HAUT DE PAGE4.1.1 Produits primaires, produits secondaires
Désignons par A les constituants de la charge introduite dans le réacteur, par B les produits primaires de la réaction et par C les produits secondaires. Par définition, un produit primaire B provient directement de la réaction d’un ou plusieurs réactifs A de la charge, tandis que la formation d’un produit secondaire C nécessite de faire réagir au moins un produit primaire B.
Un exemple de schéma réactionnel impliquant ces trois catégories de constituants est le suivant :
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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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