Ordres de réaction et lois de vitesse
L'ordre d'une réaction est déterminé expérimentalement et ne peut pas se déduire directement de l'équation-bilan. Une réaction d'ordre 1 a v = k[A] : la vitesse est proportionnelle à [A]. L'ordre 0 (v = k) se rencontre quand le réactif est en excès ou adsorbé sur un catalyseur saturé. L'ordre 2 (v = k[A]²) est fréquent pour les recombinaisons radicalaires et certaines réactions bimoléculaires.
Demi-vie et constante de vitesse
La demi-vie t½ est le temps nécessaire pour que la concentration diminue de moitié. Pour l'ordre 1 : t½ = ln(2)/k (indépendant de [A]₀). Pour l'ordre 2 : t½ = 1/(k·[A]₀) (dépend de [A]₀). Pour l'ordre 0 : t½ = [A]₀/(2k). La constante de vitesse k varie avec la température selon l'équation d'Arrhenius : k = A·e^(-Ea/RT).
Applications pratiques de la cinétique
La cinétique chimique est essentielle en pharmacologie (demi-vie des médicaments, ordres 1), en industrie chimique (optimisation des réacteurs), en géochimie (datation isotopique, ordre 1) et en biochimie (cinétique enzymatique de Michaelis-Menten). La réaction de décomposition du peroxyde d'hydrogène H₂O₂ est d'ordre 1. La recombinaison de l'hydroxyle OH est d'ordre 2.