Résumé – Chapitre 5 : Catalyse hétérogène et cinétique

1. Définition de la catalyse

La catalyse est un phénomène où une substance appelée catalyseur :

• ✔️ accélère une réaction chimique
• ✔️ sans être consommée

📌 Rôle :

• diminuer l’énergie d’activation
• augmenter la vitesse de réaction

2. Types de catalyse

✔️ Catalyse homogène : catalyseur et réactifs dans la même phase (souvent liquide)

✔️ Catalyse hétérogène : catalyseur et réactifs dans des phases différentes

👉 غالبًا : solide (catalyseur) + gaz ou liquide

📍 C’est la plus importante en industrie

3. Étapes de la catalyse hétérogène

La réaction se déroule en plusieurs étapes :

• Diffusion des réactifs vers la surface
• Adsorption sur le catalyseur
• Réaction chimique à la surface
• Désorption des produits
• Diffusion des produits vers le milieu

📌 Étape limitante = تتحكم في سرعة التفاعل

4. Sites actifs

La réaction se fait sur des zones spécifiques : 👉 sites actifs

📌 Caractéristiques :

• peu nombreux
• très réactifs

5. Cinétique de la catalyse hétérogène

Étude de la vitesse de réaction

📌 Dépend de :

• température
• pression
• surface spécifique
• nature du catalyseur

6. Modèles cinétiques

✔️ Modèle de Langmuir–Hinshelwood : les réactifs sont tous adsorbés sur la surface, réaction entre molécules adsorbées

📌 Cas le plus fréquent

✔️ Modèle de Eley–Rideal : une molécule adsorbée réagit avec une molécule en phase fluide

📌 Moins fréquent

7. Vitesse des étapes élémentaires

Chaque étape a une vitesse :

• adsorption
• réaction
• désorption

📌 La plus lente = étape limitante

8. Facteurs influençant la catalyse

• Température
• Pression
• Surface du catalyseur
• Taille des pores
• Empoisonnement du catalyseur (poisons)

9. Applications industrielles

• Raffinage du pétrole
• Synthèse chimique
• Traitement des gaz
• Production d’ammoniac

Conclusion

La catalyse hétérogène est essentielle en industrie

La compréhension :

• ✔️ des étapes
• ✔️ de la cinétique
• ✔️ des modèles

👉 permet d’optimiser les réacteurs et les procédés