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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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2. Vitesses de réaction
2.1 Équations de réaction
Les progrès de la chimie informatique permettent aujourd’hui de procéder à la simulation numérique de réactions en introduisant celles-ci dans l’ordinateur à l’aide de langages chimiques alphanumériques ou graphiques relativement naturels. L’analyse et le codage de ces informations sont réalisés par le logiciel de manière transparente pour l’utilisateur.
Nous présenterons l’étude du mécanisme réactionnel de dépôt de gallium et d’arsenic solides à partir de réactifs gazeux, exemple tiré de la notice d’utilisation du logiciel CHEMKIN [9].
On introduit d’abord dans l’ordinateur les noms des constituants contenus dans chaque phase, en commençant par la phase gazeuse, en continuant par les phases solides surfaciques, et en finissant par les phases solides volumiques. Le programme procède alors à la numérotation des phases et des constituants (tableau 1). Il décompte également le nombre total de phases et de constituants, ainsi que le nombre de constituants par phase. On remarque dans le tableau 1 que les espèces chimiques sont décrites par des noms, c’est-à-dire par des suites de caractères alphanumériques qui ne constituent pas une véritable notation chimique, à la différence de celle définie par Côme et al. [13] [14].
On introduit ensuite (tableau 2) les réactions et les valeurs des paramètres cinétiques A ’, b ’ et E ’ de la réaction directe. La constante de vitesse k ’ de cette réaction est calculée à l’aide de la relation d’Arrhenius-Kooij 4.4.2 :
avec...
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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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