Mécanismes de réaction : l’approximation à l’état stationnaire

De nombreuses réactions se déroulent à travers plusieurs étapes élémentaires impliquant des intermédiaires réactifs. Ajouter ces étapes donne la réaction globale sans intermédiaires.

Considérons une réaction où le réactif, R, forme le produit, P, via un intermédiaire, I.

Ici, la première étape est rapide et réversible. La deuxième étape est lente et déterminant le taux qui contrôle le taux global.

Au début, la concentration de I augmente rapidement. Il atteint un petit maximum, puis diminue et se stabilise à une valeur basse, presque constante. Ainsi, sa concentration reste négligeable comparée à R et P.

Notez que I se forme lors de la première étape. Cependant, il est consommé lors de l’inverse de la première étape et de la deuxième étape de la réaction.

L’approximation à l’état stationnaire suppose que la concentration de I reste constante. Ainsi, le taux de formation de I est égal à son taux de consommation.

Résoudre pour I et le substituer dans la loi globale du taux donne l’expression finale sans intermédiaires. Cette loi du taux est utile pour les réactions qui se déroulent à travers plusieurs étapes élémentaires.