Terminale · spécialité physique-chimie
Le chapitre que beaucoup d'élèves trouvent abstrait, expliqué depuis zéro, en animations. Puis à travailler de toutes les façons : fiche, mindmap, flashcards, QCM, exercice type bac, annale corrigée.
Avant de commencer
Avant4 O4 H
Après4 O4 H
La même réaction, deux vitesses
Eau oxygénée seule0 %
+ catalase (une enzyme)0 %
t = 0 s
Ce chapitre va t'apprendre à :
La cinétique chimique étudie la vitesse des transformations. On suit une concentration au cours du temps : la vitesse est la pente de la courbe, le temps de demi-réaction dit quand la moitié du chemin est faite. La température, la concentration et un catalyseur accélèrent la réaction ; à l'échelle des molécules, tout se joue dans les chocs.
Six mots reviennent dans tout le chapitre. Si tu les as, le reste suit.
En une phrase. Certaines transformations sont finies en un éclair, d'autres prennent des heures : la cinétique étudie celles qu'on a le temps de suivre.
Une transformation est rapide quand elle semble achevée dès que les réactifs se rencontrent : un précipité qui se forme instantanément, par exemple. Elle est lente quand on peut suivre son évolution pendant des secondes, des minutes ou des heures : une solution qui se colore peu à peu, un gaz qui se dégage doucement.
Pour suivre une transformation lente, on mesure une grandeur qui change en même temps que les quantités de réactifs et de produits :
| On mesure | Quand l'utiliser |
|---|---|
| Absorbance (spectrophotométrie) | une espèce colorée apparaît ou disparaît (loi de Beer-Lambert : A = k·c) |
| Conductivité (conductimétrie) | des ions apparaissent ou disparaissent en solution |
| pH | des ions H3O+ ou HO− sont consommés ou formés |
| Pression ou volume de gaz | un gaz se forme (dioxygène, dioxyde de carbone…) |
| Titrages successifs | on prélève, on fait une trempe pour figer l'échantillon, puis on titre |
À retenir
On ne mesure presque jamais une concentration directement : on suit une grandeur reliée à l'avancement (absorbance, conductivité, pH, volume de gaz…).
En une phrase. La vitesse d'une réaction, c'est de combien une concentration change chaque seconde.
Pour visualiser. Le compteur d'une voiture indique des kilomètres par heure. En chimie, le « compteur » indique des mol·L−1 par seconde : la quantité de produit qui apparaît (ou de réactif qui disparaît) dans chaque litre, à chaque seconde.
Disparition d'un réactif Rvd(t) = − d[R]/dt
Apparition d'un produit Pva(t) = d[P]/dt
Le « d…/dt », c'est la dérivée que tu as vue en maths : la variation de la concentration sur un tout petit intervalle de temps. Graphiquement, c'est la pente de la tangente à la courbe. Le signe « − » devant d[R]/dt sert à obtenir une vitesse positive, puisque [R] diminue. Entre deux dates, on peut aussi calculer une vitesse moyenne : Δ[P]/Δt.
Interactif
La vitesse, c'est la pente de la courbe
Fais glisser le curseur : la tangente suit la courbe. Plus elle est raide, plus la transformation est rapide.
Vitesse volumique de disparition…
vd(t) = − d[R]/dt
Le temps de demi-réaction t½ (ici ≈ 6,9 min) est la durée au bout de laquelle l'avancement atteint la moitié de sa valeur finale. La vitesse diminue au cours du temps : il reste de moins en moins de réactif.
À retenir
Pente forte = réaction rapide. Courbe qui s'aplatit = réaction qui ralentit. En général, la vitesse diminue au cours du temps, parce qu'il reste de moins en moins de réactif.
Au bac. « Déterminer graphiquement la vitesse à t = … » : trace la tangente, prends deux points bien écartés dessus, calcule la pente, donne l'unité.
En une phrase. t½, c'est le moment où la réaction a fait la moitié de son chemin.
Pour visualiser. Tu fais un trajet en freinant tout le long. La moitié de la distance est vite parcourue ; la seconde moitié prend bien plus de temps. t½ n'est donc pas la moitié de la durée du trajet : c'est l'instant où tu as fait la moitié de la distance.
Le temps de demi-réaction t½ est la durée au bout de laquelle l'avancement atteint la moitié de sa valeur finale : x(t½) = xf / 2. Sur la courbe d'un produit, en trois gestes : repère la valeur finale (le plateau), calcule sa moitié, lis le temps correspondant. Sur la courbe du réactif limitant d'une réaction totale, on cherche la moitié de sa concentration initiale. Dans l'animation au-dessus, il est marqué en orange.
À retenir
Petit t½ : réaction rapide. On considère qu'une transformation est pratiquement terminée après quelques t½. C'est l'outil le plus simple pour comparer deux expériences.
En une phrase. Plus il fait chaud et plus les réactifs sont concentrés, plus la réaction va vite.
Deux facteurs cinétiques sont au programme : la température et la concentration des réactifs. C'est pour cela qu'on met les aliments au réfrigérateur : on ralentit les réactions qui les abîment. À l'inverse, une trempe (refroidir brutalement et diluer) fige presque un système : on le fait avant d'analyser un prélèvement.
Pour visualiser. Des autos-tamponneuses : pour qu'une réaction ait lieu, deux molécules doivent se percuter, du bon côté et assez fort. C'est un choc efficace. Plus il y a de voitures sur la piste (concentration), plus elles se rencontrent ; plus elles vont vite (température), plus les chocs sont fréquents et violents.
Simulation
Pourquoi la chaleur et la concentration accélèrent
Une réaction a lieu quand deux molécules se rencontrent dans le bon sens et avec assez d'énergie : c'est un choc efficace. Joue avec la température et la concentration.
0chocs par seconde
0chocs efficaces par seconde
Plus de molécules, plus de rencontres. Plus chaud, des rencontres plus fréquentes et surtout plus énergétiques.
À retenir
Un choc efficace : rencontre + bonne orientation + assez d'énergie. Concentration ↑ : chocs plus fréquents. Température ↑ : chocs plus fréquents et plus énergétiques.
En une phrase. Un catalyseur est un raccourci : il accélère la réaction et on le retrouve intact à la fin.
Pour visualiser. Pour passer d'une vallée à l'autre, il faut franchir une montagne. Le catalyseur creuse un tunnel : le départ et l'arrivée sont les mêmes, mais le chemin est plus facile, donc plus rapide.
Un catalyseur accélère une transformation sans être consommé : il réagit dans une étape du mécanisme, puis il est régénéré. Il ne modifie ni les réactifs, ni les produits, ni l'état final, et il n'apparaît pas dans l'équation de la réaction. La catalyse est homogène si le catalyseur est dans la même phase que les réactifs, hétérogène sinon (un métal dans une solution), enzymatique si c'est une enzyme. Si tu as vu les enzymes en SVT, c'est la même idée.
Catalyse enzymatique
Une enzyme, la clé et la serrure
Continue de faire défiler : l'animation avance avec toi.
Le chemin de la réaction
Le catalyseur ouvre un autre chemin, en plusieurs étapes plus faciles : la réaction va plus vite, mais l'état final est le même.
À retenir
Catalyseur : accélère, n'est pas consommé, ne change pas l'état final, change le mécanisme. Une enzyme est un catalyseur biologique, très spécifique, qui ne supporte pas la chaleur.
Au bac. « Comparer deux courbes : même état final, atteint plus vite » : c'est la signature d'un catalyseur (ou d'une température plus élevée).
En une phrase. Pour certaines réactions, à chaque t½, il reste la moitié de ce qu'il y avait : 100, 50, 25, 12,5 %…
Une réaction suit une loi d'ordre 1 par rapport au réactif A si sa vitesse est proportionnelle à sa concentration : v = k·[A]. k est la constante de vitesse, en s−1 ou min−1 : plus k est grand, plus la réaction est rapide. Beaucoup de A : ça va vite. Peu de A : ça ralentit.
Concentration au cours du temps[A](t) = [A]0·e−k·t
Temps de demi-réactiont½ = ln 2 / k
Pourquoi ln 2 / k ? À t½, il reste la moitié : e−k·t½ = 1/2, donc k·t½ = ln 2. Conséquence importante : t½ ne dépend pas de la concentration de départ. Et si on trace ln[A] en fonction du temps, on obtient une droite de pente − k : c'est le moyen de reconnaître un ordre 1. Essaie les deux graphiques ci-dessous, et lance le chrono.
Ordre 1 · interactif
Diviser par deux, encore et encore
Temps de demi-réaction…
t½ = ln 2 / k
À retenir
Trois façons de reconnaître un ordre 1 : ln[A] = f(t) est une droite ; t½ ne dépend pas de [A]0 ; la vitesse est proportionnelle à [A].
Au bac. Le sujet 2024 sur la phénolphtaléine pose exactement ces questions : voir l'annale corrigée.
En une phrase. L'équation dit d'où on part et où on arrive ; le mécanisme raconte le chemin, étape par étape.
Pour visualiser. Une recette : farine, œufs et sucre (réactifs) donnent un gâteau (produit). Entre les deux, la pâte : elle n'est ni un ingrédient de départ ni le résultat. C'est un intermédiaire.
Le mécanisme décompose la transformation en actes élémentaires, des étapes qui se font en une seule fois à l'échelle des molécules. Une espèce formée dans un acte puis consommée dans un autre est un intermédiaire réactionnel. Dans chaque acte, des liaisons se cassent et se forment : une flèche courbe montre le déplacement d'un doublet d'électrons, toujours d'un site donneur (riche en électrons : doublet non liant, liaison multiple, atome δ−) vers un site accepteur (pauvre en électrons : atome δ+, charge positive, lacune).
Mécanisme réactionnel
La flèche courbe : un doublet qui se déplace
Elle part toujours d'un site riche en électrons (un doublet) et pointe vers un site pauvre en électrons.
Un mécanisme en deux actes élémentaires
À retenir
Intermédiaire : formé puis consommé. Catalyseur : consommé puis régénéré. La flèche courbe part du doublet et va vers l'atome qui l'accepte.
Ce chapitre ressert directement en 1ère année de santé, dans trois situations.
Les enzymes
Presque toutes les réactions du corps sont catalysées par des enzymes. En biochimie, on étudie leur cinétique : la vitesse augmente avec la quantité de substrat, puis plafonne quand toutes les enzymes sont occupées (modèle de Michaelis et Menten).
La demi-vie des médicaments
La plupart des médicaments sont éliminés selon une cinétique d'ordre 1 : leur concentration dans le sang est divisée par deux à chaque demi-vie. Après cinq demi-vies, il en reste environ 3 %. C'est la pharmacocinétique : elle fixe l'intervalle entre deux prises.
L'eau oxygénée qui mousse
Sur une plaie, l'eau oxygénée mousse parce que la catalase, une enzyme du sang et des tissus, la décompose en eau et en dioxygène. C'est l'exercice type bac de ce cours.
Comment on travaillerait ce chapitre
par les tuteurs de l'Académie 2A, étudiants en santé à Lyon
Le jour où le chapitre commence en classe : regarde les animations de cette page, puis fais tous les exercices de ton manuel sans leur correction (la méthode du manuel). Le lendemain, flashcards niveau 1. Trois jours après, la mindmap en mode quiz et le QCM niveau 2. Une semaine après, le niveau 3. Avant le contrôle, l'exercice type bac et l'annale corrigée, chronométrés. C'est la boucle qu'on applique à l'Académie 2A : apprendre, se tester, ne retravailler que ce qu'on a raté.
Ce chapitre compte double pour qui vise la santé : on le retrouve en biochimie et en pharmacologie, et c'est souvent là que se joue la différence en première année.
On retient mieux en changeant de support et en se testant. Après le cours, enchaîne avec :
Pourquoi changer de support : comment ton cerveau apprend. Où se place ce chapitre : le programme de physique-chimie de Terminale, chapitre par chapitre, et pourquoi la spécialité physique-chimie compte pour les études de santé.
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Tout le chapitre en PDF, à imprimer et annoter : la correction complète du bac 2024, la fiche de révision, la mindmap, 38 flashcards à découper, 30 QCM corrigés et le devoir type bac. Aucun paiement, désinscription en un clic.
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Ajoute contact@lps-sante.fr à tes contacts : les prochains e-mails arriveront au bon endroit.
Et si tu en parlais avec un étudiant en santé ? 20 minutes en visio, gratuit.
Réserver ma visio gratuite (20 min)Pour un réactif R : vd(t) = − d[R]/dt ; pour un produit P : va(t) = d[P]/dt, en mol·L−1·s−1. Graphiquement, on trace la tangente à la courbe de concentration à l'instant t : la vitesse est la valeur absolue de sa pente. Entre deux dates, on calcule une vitesse moyenne Δ[P]/Δt.
La durée au bout de laquelle l'avancement atteint la moitié de sa valeur finale. On le lit sur la courbe : on repère la valeur finale, sa moitié, puis le temps correspondant. Pour une loi d'ordre 1, t½ = ln 2 / k et il ne dépend pas de la concentration initiale.
Trois méthodes : vérifier que t½ ne dépend pas de la concentration initiale ; vérifier que la vitesse est proportionnelle à la concentration du réactif ; ou tracer ln[A] en fonction du temps : si c'est une droite, la réaction est d'ordre 1 et la pente vaut − k.
Un catalyseur est présent au départ, consommé dans une étape du mécanisme puis régénéré : il accélère la réaction sans modifier l'état final. Un intermédiaire réactionnel n'est pas là au départ : il est formé dans un acte élémentaire puis consommé dans un autre. Aucun des deux n'apparaît dans l'équation de la réaction.
Le programme de spécialité physique-chimie en retient deux : la température et la concentration des réactifs. Plus le milieu est chaud et concentré, plus la transformation est rapide. Un catalyseur accélère aussi la réaction, sans être consommé ni modifier l'état final.
Une transformation rapide semble achevée dès que les réactifs se rencontrent, comme un précipité qui se forme instantanément. Une transformation lente dure de quelques secondes à plusieurs jours : on peut suivre son évolution au cours du temps.
On mesure une grandeur reliée à l'avancement : l'absorbance si une espèce colorée apparaît ou disparaît (loi de Beer-Lambert), la conductivité si des ions varient, le pH, la pression ou le volume d'un gaz formé, ou des titrages successifs après une trempe.
Les enzymes catalysent presque toutes les réactions du corps : leur étude (enzymologie) est au programme de biochimie dès la première année de santé. Et la plupart des médicaments sont éliminés selon une cinétique d'ordre 1 : leur demi-vie fixe l'intervalle entre deux prises.
Vérifié le 26 octobre 2026 par Arthur Mercader, étudiant en 6ème année de médecine
Programme officiel de physique-chimie de Terminale, spécialité (BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019), partie « Modéliser l'évolution temporelle d'un système, siège d'une transformation ». Cours, animations et exercices rédigés par LPS et l'Académie 2A. L'Académie 2A édite LPS.