Bonjour, alors voila, j'essaye de comprendre mes erreurs à un ds et je ne comprend pas du tout une question...
Voilà le ds :
Moi c'est la question 3.2, même avec la réponse, je ne comprend pas comment on fait.Amérique du nord 2007 Exercice 1*: Détermination de la teneur en élément azote d’un engrais (6,5 points)
L’ammonitrate est un engrais azoté solide, bon marché, très utilisé dans l’agriculture. Il
est vendu par sac de 500 kg et contient du nitrate d’ammonium (NH4NO3(s)). Sur le
sac, on peut lire «*pourcentage en masse de l’élément azote N 34,4%*».
Afin de vérifier l’indication du fabricant, on dose les ions ammonium NH4+ présents
dans l’engrais à l’aide d’une solution d’hydroxyde de sodium (Na+(aq) + HO-(aq)).
Données*:
Couples acide/base*: NH4+(aq) / NH3(aq)
H2O(l) / HO-(aq)
Produit ionique de l’eau*: Ke = 1,0×10-14 dans les conditions de l’expérience.
Masse molaire en g.mol-1*: Azote N*: 14*; Oxygène O*: 16*; Hydrogène H*: 1
Le nitrate d’ammonium est très soluble dans l’eau, sa dissolution dans l’eau est totale
selon la réaction*:
NH4NO3(s) = NH4+(aq) + NO3-(aq)
1. Etude de la réaction de titrage
L’équation support de titrage est*:
NH4+(aq) + HO-(aq) = NH3(aq) + H2O(l)
1.1 L’ion ammonium NH4+(aq) est-il un acide ou une base selon Brönsted*? Justifier la
réponse.
1.2 On introduit dans un bécher un volume v = 20,0 mL d’une solution contenant des
ions ammonium à la concentration molaire apportée C = 0,15 mol.L-1 et un volume
v1 = 10,0 mL de solution d’hydroxyde de sodium à la concentration molaire
apportée C1 = 0,15 mol.L-1. Le pH de la solution est 9,2.
1.2.1 Compléter, sans valeur numérique, le tableau d’avancement se trouvant en annexe, à rendre avec la copie.
1.2.2 Calculer les quantités de matière des réactifs initialement introduites dans le bécher.
1.2.3 À partir de la mesure du pH, déterminer la quantité en ions hydroxyde à l’état
final. Montrer que l’avancement final de la réaction xf vaut 1,5×10-3 mol.
1.2.4 Calculer la valeur de l’avancement maximal de la réaction xmax.
1.2.5 Que peut-on dire de la transformation*?
2 Titrage pH-métrique
Une solution d’engrais S est obtenue en dissolvant m = 6,0 g d’engrais dans une fiole
jaugée de volume V = 250 mL. On prépare ensuite les deux béchers B1 et B2 suivants*:
Bécher
B1
B2
Volume de S
(mL).
10
10
Volume d’eau déminéralisée
(mL)
0
290
Volume total de la solution
(ml)
10
300
Les solutions contenues dans ces béchers sont titrées par une solution d’hydroxyde de
sodium (Na+(aq) + HO-(aq)).à la concentration molaire apportée CB = 0,20 mol.L-1. On
obtient les courbes pH = f(VB) se trouvant en annexe à rendre avec la copie.
2.1 Schématiser et légender le montage permettant de réaliser un titrage pH-métrique.
2.2 Détermination du point équivalent.
2.2.1 Parmi les deux courbes se trouvant en annexe, quelle est celle qui permet de déterminer les coordonnées du point d’équivalence avec le plus de
précision*? Justifier le choix de la courbe.
2.2.2 Déterminer graphiquement les coordonnées du point équivalent sur la
courbe choisie.
2.2.3 L’ajout d’eau déminéralisée a-t-il une influence sur le volume versé à l’équivalence*? Expliquer.
2.3 Quelle autre méthode, plus précise, peut-on utiliser pour déterminer le point d’équivalence*?
3. Détermination du pourcentage massique en élément azote dans l’engrais.
3.1 Définir l’équivalence d’un dosage.
3.2 Quelles sont les espèces chimiques présentes dans le mélange réactionnel à
l’équivalence*? Justifier le pH basique de la solution en ce point.
3.3 En vous aidant, éventuellement, d’un tableau descriptif de l’évolution de la réaction, déterminer la relation entre la quantité de matière d’ions ammonium dosées n0(NH4+)
et la quantité d’ions hydroxyde versés à l’équivalence ne(HO-).
3.4. En déduire la valeur de n0(NH4+).
3.5 Quelle quantité de matière d’ions ammonium n(NH4+) a-t-on dans la fiole jaugée
de 250 mL*? En déduire la quantité de nitrate d’ammonium présente dans cette
fiole.
3.6 Quelle masse d’azote y a-t-il dans une mole de nitrate d’ammonium*? En
déduire la masse d’azote présente dans l'échantillon.
3.7 Le pourcentage massique en élément azote est le rapport entre la masse
d’azote présente dans l’échantillon et la masse de l’échantillon.
Calculer le pourcentage massique en azote de l’échantillon. Le comparer à celui
fourni par le fabricant et conclure.
la réponse :
Si vous pouviez m'expliquer, je vous remercie d'avance3.2 À l’équivalence les ions ammonium sont totalement consommés.
D’après l’équation support de titrage, le milieu réactionnel contient de l’eau et de l’ammoniaque. Enfin les ions spectateurs sodium Na+ et nitrate NO3– sont également présents.
Soit le couple acide/base NH4+ / NH3, la base conjuguée NH3 prédomine sur l’acide ammonium NH4+, le pH à l’équivalence est alors supérieur au pKA de ce couple. Si ce pKA est supérieur à 7,0 alors la solution est basique. (le pKA , non donné dans l’énoncé, vaut effectivement 9,2)
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