Dernière mise à jour : 2026-07-01

Ce que décrit une loi de vitesse

Une loi de vitesse relie la vitesse d’une réaction aux concentrations de ses réactifs. Pour une réaction qui dépend d’un seul réactif A, elle prend la forme

$$\text{rate} = k\,[A]^{\,n}$$

où k est la constante de vitesse et n l’ordre de réaction par rapport à A. L’ordre est une grandeur expérimentale : il ne se lit pas sur l’équation bilan et doit être mesuré. La méthode des vitesses initiales est le moyen le plus direct de le trouver.

La méthode des vitesses initiales

L’idée est de réaliser la réaction deux fois avec des concentrations initiales différentes de A et de relever à chaque fois la vitesse initiale — la vitesse tout au début, avant que les produits ne s’accumulent. En écrivant la loi de vitesse pour les deux expériences et en divisant l’une par l’autre, la constante se simplifie :

$$\frac{r_2}{r_1} = \left(\frac{[A]_2}{[A]_1}\right)^{\,n}$$

Le passage au logarithme isole l’ordre :

$$n = \frac{\ln\left(r_2 / r_1\right)}{\ln\left([A]_2 / [A]_1\right)}$$

Une fois n connu, la constante de vitesse s’obtient en le réinjectant dans l’une des expériences :

$$k = \frac{r_1}{[A]_1^{\,n}}$$

Symbole	Grandeur	Unité
[A]₁, [A]₂	Concentrations de A dans les deux expériences	mol/L
r₁, r₂	Vitesses initiales dans les deux expériences	mol/(L·s)
n	Ordre de réaction par rapport à A	sans dimension
k	Constante de vitesse	dépend de l’ordre

Exemple résolu

Une réaction est étudiée à deux concentrations de A :

• Expérience 1 : [A]₁ = 0,10 mol/L, r₁ = 0,0020 mol/(L·s)
• Expérience 2 : [A]₂ = 0,20 mol/L, r₂ = 0,0080 mol/(L·s)

1. Rapport des concentrations : [A]₂/[A]₁ = 0,20 / 0,10 = 2.
2. Rapport des vitesses : r₂/r₁ = 0,0080 / 0,0020 = 4.
3. Ordre : n = ln(4) / ln(2) = 1,386 / 0,693 = 2.
4. Constante de vitesse : k = r₁ / [A]₁ⁿ = 0,0020 / (0,10)² = 0,20 L/(mol·s).

Doubler la concentration a multiplié la vitesse par quatre, la signature d’une réaction du second ordre. La constante de vitesse vaut 0,20 L/(mol·s).

Lire l’ordre

Pour les ordres entiers, l’astuce consiste à observer l’effet d’un changement de concentration sur la vitesse.

Changement de concentration	Changement de vitesse	Ordre
Doubler [A]	Inchangée	0
Doubler [A]	Doublée	1
Doubler [A]	Quadruplée	2

Une réaction d’ordre zéro se déroule à vitesse fixe quelle que soit la quantité de A présente — fréquent lorsqu’une surface ou un catalyseur est saturé. Une réaction du premier ordre suit directement la concentration, et une du second ordre répond à son carré.

Unités de la constante de vitesse

Comme la vitesse est toujours en mol/(L·s) mais que la concentration est élevée à des puissances différentes, les unités de k changent avec l’ordre :

Ordre	Unités de k
0	mol/(L·s)
1	s⁻¹
2	L/(mol·s)

Ce calculateur affiche k sous forme de nombre simple ; ajoutez les unités correspondant à l’ordre trouvé lorsque vous notez le résultat.

Lorsque l’ordre n’est pas entier

Un ordre fractionnaire — par exemple 0,5 ou 1,5 — est un résultat réel et courant. Il signale en général que la réaction observée est la somme de plusieurs étapes élémentaires plutôt qu’une seule collision, si bien que l’ordre global n’a pas à être entier. Si une mesure tombe près d’un nombre entier sans l’atteindre exactement, l’écart n’est souvent que de la dispersion expérimentale ; répéter l’expérience ou ajouter des points de concentration affine l’estimation.

Calculs associés

L’ordre et la constante de vitesse trouvés ici alimentent directement les lois de vitesse intégrées, qui décrivent la décroissance de la concentration dans le temps pour les réactions d’ordre zéro, un et deux. L’outil de vitesse moyenne de réaction aide à transformer des données brutes concentration-temps en les vitesses initiales dont cette méthode a besoin.

Questions fréquentes (FAQ)

Qu’est-ce que la méthode des vitesses initiales ?

La méthode des vitesses initiales détermine une loi de vitesse en comparant la vitesse initiale de réaction pour différentes concentrations de départ. Pour un réactif unique A suivant rate = k·[A]ⁿ, deux expériences suffisent : le rapport des vitesses est égal au rapport des concentrations élevé à la puissance n, si bien que l’ordre découle d’un seul logarithme.

Mesurer la vitesse tout au début évite les complications liées à l’accumulation de produit ou à la réaction inverse.

Comment trouver l’ordre de réaction à partir de deux expériences ?

Divisez la seconde vitesse par la première, la seconde concentration par la première, puis calculez n = ln(r₂/r₁) ÷ ln([A]₂/[A]₁). Si doubler la concentration laisse la vitesse inchangée, l’ordre est 0 ; si elle double, il est 1 ; si elle quadruple, il est 2. Les petits écarts par rapport à un nombre entier proviennent généralement d’erreurs de mesure.

Comment trouver la constante de vitesse une fois l’ordre connu ?

Réinjectez l’ordre dans rate = k·[A]ⁿ avec l’une des expériences et isolez k = vitesse ÷ [A]ⁿ. Les deux expériences devraient donner la même k aux erreurs expérimentales près, ce qui permet de vérifier que l’ordre est correct.

Quelles sont les unités de la constante de vitesse ?

Les unités de k dépendent de l’ordre global afin que rate = k·[A]ⁿ reste cohérent en mol/(L·s). Une constante d’ordre un a pour unité s⁻¹, une constante d’ordre deux L/(mol·s) et une constante d’ordre zéro mol/(L·s). Comme les unités changent avec l’ordre, la constante est ici donnée sous forme de nombre simple ; ajoutez les unités adaptées à l’ordre lorsque vous la notez.